Question

【題目】如圖所示3套實驗裝置，分別回答下列問題：

（1）裝置1為鐵的吸氧腐蝕實驗。一段時間后，向插入碳棒的玻璃筒內滴入酚酞溶液，可觀察到碳棒附近的溶液變紅，該電極反應式為 。

（2）裝置2中的石墨是 極（填“正”或“負”），該裝置發生的總反應的離子方程式為 。

（3）裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液，乙燒杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液。反應一段時間后，停止通電。取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重 0.64 g。

① 電源的M端為 極，甲燒杯中鐵電極的電極反應式為 。

② 乙燒杯中電解總反應的離子方程式為 。

③ 甲、乙兩燒杯中生成的氣體在標況下共 mL。

Answer 1

【答案】（1）O2+2H2O+4e-＝4OH-（1分）

（2）正（1分）2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+（2分）

（3）①正（1分）Fe-2e-=Fe2+（1分）

②2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+③336（2分）

【解析】

試題分析：（1）裝置1為鐵的吸氧腐蝕實驗，發生電化學腐蝕，鐵為負極，碳為正極，觀察到碳棒附近的溶液變紅，說明在碳極上氧氣得電子生成OH-離子，反應的電極反應式為O2+2H2O + 4e-＝4OH-；

（2）裝置2為原電池，負極為Cu，電極反應為：Cu-2e-═Cu2+，正極為石墨，電極反應為2Fe+2e-═2Fe2+，所以總反應式為2Fe3+ + Cu＝2Fe2+ + Cu2+；

（3）①電解一段時間后，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重0.64g，這說明銅電極是陰極，所以N是電源的負極，M是正極；甲燒杯中鐵電極是陽極，鐵失去電子，電極反應式為Fe - 2e-= Fe2+。

②乙中陽極氫氧根放電，陰極銅離子放電，所以總反應式為2Cu2++ 2H2O2Cu + O2↑ + 4H+；

③生成Cu的物質的量為0.64g÷64g/mol=0.01mol，轉移的電子的物質的量為0.01mol×2=0.02mol，

甲燒杯產生氣體是氫氣，根據電極反應式2H2O+2e-═2OH-+H2↑可知生成的氫氣是0.01mol；乙中產生的氣體是氧氣，根據電子轉移守恒可知氧氣是0.005mol，所以產生的氣體體積一共是0.015mol×22.4L/mol＝0.336L＝336mL。