Question

如图所示3套实验装置，分别回答下列问题。

（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K₃[Fe(CN)₆] 溶液，即可观察到铁钉附近的溶液变蓝色沉淀，表明铁被          (填“ 氧化”或“还原”)；向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到碳棒附近的溶液变红，该电极反应为                   。

（2）装置2中的石墨是        极(填“正”或“负”)，该装置发生的总反应的离子方程式为           。

（3）装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO₄溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红。

①电源的M端为       极；甲烧杯中铁电极的电极反应为               。

②乙烧杯中电解反应的离子方程式为                                  。

③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64 g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为       mL 。

Answer

（1）氧化；O2+4e-+2H2O=4OH-（2）正；2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

（3）① 正；Fe-2e-=Fe2+；②2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；③ 224

【解析】

试题分析：（1）铁发生吸氧腐蚀，铁被氧化生成Fe2+，正极发生还原反应，氧气得到电子被还原生成OH-，电极方程式为O2+4e-+2H2O-═4OH-，故答案为：氧化；O2+4e-+2H2O-═4OH-；

（2）形成原电池，Fe失电子作负极，石墨是正极，铜在负极失电子，Fe3+在正极得电子，发生2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+，故答案为：正；2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+；

（3）向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到右边石墨电极附近首先变红，说明甲中右边电极生成OH-，应为电解池的阴极，则M为电源的正极，N为电源的负极，甲为电解食盐水装置，乙为电解硫酸铜装置，则

①M为电源的正极，甲为电解食盐水装置，甲烧杯中铁电极为阳极，电极反应为Fe - 2e-== Fe2+，故答案为：正；Fe - 2e-= Fe2+；

②乙为电解硫酸铜溶液，阳极生成氧气，阴极生成铜，电解的方程式为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；

③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为=0.01mol，转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，

甲烧杯中，阳极铁被氧化，阴极产生气体为氢气，

2H2O+2e-═2OH-+H2↑，

2mol 22.4L

0.02mol V

V==0.224L=224mL，故答案为：224

【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理

【名师点晴】综合考查电化学知识，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意根据题给信息正确判断电源的正负极，为解答该题的关键。做题时注意电极的判断和电极反应的书写，注意串联电路中各电极转移的电子数目相等，侧重于考查学生的分析能力。