Question

如圖所示三套實驗裝置，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，向插入鐵釘的玻璃筒內滴入NaOH溶液，即可觀察到鐵釘附近的溶液有沉淀，表明鐵被________(填“氧化”或“還原”); 向插入石墨棒的玻璃筒內滴入酚酞溶液，可觀察到石墨棒附近的溶液變紅，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^－1的NaCl溶液，乙燒杯盛放100 mL 0.5 mol·L^－1的CuSO₄溶液。反應一段時間后，停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅。
①電源的M端為________極；甲燒杯中鐵電極的電極反應式為_________________。
②乙燒杯中電解反應的離子方程式為_________________________________。
③停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重0.64 g，甲燒杯中產生的氣體標準狀況下的體積為________mL。

Answer 1

（1）氧化　O₂＋4e^－＋2H₂O=4OH^－　（2）正　2Fe^3＋＋Cu=2Fe^2＋＋Cu^2＋
（3）①正　Fe－2e^－=Fe^2＋　②2Cu^2＋＋2H₂O2Cu＋O₂↑＋4H^＋　③224

（1）裝置1，由石墨棒附近的溶液變紅可知，石墨棒作正極，電極反應式為O₂＋4e^－＋2H₂O=4OH^－，鐵釘作負極，發生氧化反應。
（2）由裝置2兩電極活潑性強弱得Cu一定是負極，總反應的離子方程式即該裝置中自發的氧化還原反應：2Fe^3＋＋Cu=2Fe^2＋＋Cu^2＋。
（3）①由甲中石墨電極附近首先變紅可知該極H^＋放電，即該極為陰極，Fe為陽極，電極反應式為Fe－2e^－=Fe^2＋，由此可知，電源M端為正極；
②電源M端為正極，N端為負極，乙中Cu為陰極，石墨為陽極，發生反應的離子方程式為2Cu^2＋＋2H₂O2Cu＋O₂↑＋4H^＋；
③由兩池中的對應關系Cu～2e^－～H₂↑
64 g  1 mol
0.64 g  0.01 mol
即224 mL H₂。