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溶液，观察到石墨电极附近首先变红。

① 电源的M端为极____________（填“正”或“负”），甲烧杯中铁电极的电极反应为__________。

② 乙烧杯中电解反应的化学方程式为___________________________。

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）O2+4e－+2H2O=4OH－；

（2）正，Fe3＋+Cu=2Fe2＋+Cu2＋

（3）①正，Fe-2e－=Fe2＋②2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4③224

【解析】

试题分析：（1）装置1为铁的吸氧腐蚀，铁作负极，发生失去电子的氧化反应；石墨电极作正极，O2在石墨电极上发生得到电子的还原反应，生成OH－，电极反应式为O2+ 4e－+ 2H2O = 4OH－；（2）装置2中，Cu电极为负极，发生失去电子的氧化反应，生成Cu2＋；石墨电极为正极，Fe3＋在该电极上发生得到电子的还原反应，生成Fe2＋，总反应的离子方程式为Fe3＋ + Cu = 2Fe2＋ + Cu2＋；（3）①向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液，观察到石墨电极附近首先变红，说明在石墨电极上，水电离出的H＋发生得到电子的还原反应，生成H2，使石墨电极负极c(OH-)＞c(H＋)，因此石墨电极为阴极，与石墨电极相连的N极为电源负极，故M极为电源的正极；甲烧杯中Fe作电解池的阳极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Fe -2e－= Fe2＋；②乙烧杯中，石墨电极为电解池的阳极，水电离出的OH-发生失去电子的氧化反应，生成O2；Cu电极作电解池的阴极，在Cu电极上，Cu2＋发生得到电子的还原反应，生成Cu单质，因此总的电解反应式为2CuSO4+ 2H2O2Cu + O2↑ + 2H2SO4；③乙烧杯中生成Cu单质的电极反应为Cu2＋+2e－=Cu，由于生成Cu的质量为0.64g，则转移电子的物质的量为；甲烧杯中产生气体的电极反应式为2Cl－—2e－= Cl2；产生Cl2的物质的量为，在标准状况下的体积为。

考点：考查原电池和电解池。