Question

6．如图所示的装置，X、Y都是惰性电极．将电源接通后，向（甲）中滴入酚酞溶液此空不填，在Fe极附近显红色．丙池中盛有100mL3.00mol•L^-1的CuSO₄溶液．试回答下列问题：
（1）在电源中，B电极为   极（填电极名称，下同）；乙装置中粗铜为  极．
（2）在甲装置中，石墨（C）电极上发生  反应（填“氧化”或“还原”）；甲装置中总的化学方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（3）如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g，请问甲装置中，铁电极此空不填上产生的气体此空不填在标准状况下为0.224L．
（4）在丙装置中，X电极上发生的电极反应式是2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑或4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．
（5）在此过程中，若丙池中两电极产生的气体恰好相等时，理论上在乙池中精铜增加了38.4g．

Answer 1

分析 甲为电解饱和食盐水，向甲中滴入酚酞试液，在Fe极附近显红色，说明该极上氢离子放电，所以该电极是阴极，C电极是阳极，阳极与电源正极相连，则A是电源的正极，B是原电池的负极，乙中是精炼铜，粗铜作阳极，精铜作阴极，丙中X电极是阳极，Y是阴极，串联电路中转移的电子的物质的量相等，据此解答．

解答 解：（1）甲为电解饱和食盐水，在Fe极附近显红色，说明该极上氢离子放电，氢氧根浓度大于氢离子浓度，溶液呈碱性，所以该电极是阴极，C电极是阳极，阳极与电源正极相连，则A是电源的正极，B是原电池的负极，故答案为：负极；
（2）在甲中，石墨电极为阳极，阳极上氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，阴极上氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，溶液中氢氧根浓度增大，生成碱，电池总反应式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案为：氧化；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g，电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，则转移电子为0.02mol，电路中电子转移守恒，甲中铁电极的反应：2H⁺+2e^-=H₂↑，则在标况下产生氢气的体积为：0.01mol×22.4L/mol=0.224L，故答案为：0.224；
（4）在丙装置中，X为阳极，阳极上氢氧根离子失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑ 或4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑ 或4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（5）丙池中发生的反应分别是：阳极上：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，阴极上Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，100mL3.00mol•L^-1的CuSO₄溶液中铜离子物质的量是：0.3mol，铜离子得电子的是0.6mol，若两电极产生的气体恰好相等时（假设标准状况下），设均为nmol，则2n+0.6=4n，解得n=0.3，即装置在转移电子的物质的量是1.2mol，乙池产生精铜的电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，则精铜增重：$\frac{1.2mol}{2}×64g/mol$=38.4g，
故答案为：38.4．

点评 本题考查了电解原理，准确判断电极是解本题的关键，注意根据串联电路中转移的电子的物质的量相等结合电极方程式计算分析，题目难度中等．