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．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100mL 0.2mol/L的NaCl溶液，乙燒杯盛放100mL 0.5mol/L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0.64g，甲燒杯中產生的氣體標準狀況下體積為 mL．

Answer 1

【答案】
（1）O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣
（2）正；2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
（3）正；Fe﹣2e﹣═Fe2+；2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+；224
【解析】解：（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+4e﹣+2H2O═4OH﹣ ， 故答案為：O2+4e﹣+2H2O═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+ ， 反應的總方程式為2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+ ，
故答案為：正；2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
（3.）①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，說明在石墨電極上生成OH﹣離子，電極反應為：2H2O+2e﹣═2OH﹣+H2↑，
發生還原反應，為電解池的陰極，連接電源的負極，即M端為正極，N端為負極，陽極反應為Fe﹣2e﹣═Fe2+ ， 故答案為：正；Fe﹣2e﹣═Fe2+；
②乙燒杯電解硫酸銅溶液，石墨為陽極，電極反應為4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+H2O，Cu為陰極，電極反應為Cu2++2e﹣═Cu，電解的總反應為2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+ ，
故答案為：2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+；
③取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重0.64g，則生成Cu的物質的量為 =0.01mol，轉移的電子的物質的量為0.01mol×2=0.02mol，
根據甲燒杯產生氣體的電極反應計算生成氣體的體積，

2H2O	+	2e﹣	═	2OH﹣	+	H2↑
		2mol				22.4L
		0.02mol				V

V= =0.224L，即224ml，故答案為：224．
（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，以此判斷并書寫電極反應式；（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+ ， 以此書寫電池總反應；（3）①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，說明在石墨電極上生成OH﹣離子，電極反應為：2H2O+2e﹣═2OH﹣+H2↑，發生還原反應，為電解池的陰極，連接電源的負極，即M端為正極，N端為負極，陽極反應為Fe﹣2e﹣═Fe2+ ，
②乙燒杯電解硫酸銅溶液，石墨為陽極，電極反應為4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+H2O，Cu為陰極，電極反應為Cu2++2e﹣═Cu，電解的總反應為2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+ ，
③根據電極反應和串聯電路各極上轉移電子的數目相等進行計算．