Question

17．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的硫酸铜溶液．D为电解池，其中电极材料均为惰性物质，通过导线与直流电源相连．实验开始时，同时在XY两边各滴入几滴酚酞试液，X极附近首先变红．

请回答以下问题：
（1）B中Cu极电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu．
（2）A、B、C三个烧杯中Fe的反应速率大小顺序的是B＞A＞C．
（3）若C中被腐蚀金属的质量是32.5g，则反应中转移的电子的物质的量是1mol．
（4）D中直流电源a为负极；N极上的电极反应式为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
（5）D中在M、N、X、Y各电极上析出生成物的物质的量之比为1：1：1：1．

Answer 1

分析 （1）原电池中失电子的极是负极得电子的极是正极；
（2）金属的腐蚀速率：原电池的负极腐蚀速率＞化学腐蚀＞原电池的正极腐蚀速率；
（3）根据电极反应式来计算转移电子和消耗金属量的关系；
（4）电解池中和电源的负极相连的是阴极，和电源的正极相连的是阳极；解池的阳极不属于活泼电极时，电解质中的阴离子在该极发生失电子的氧化反应；
（5）串联电路中转移的电子数是相等的，根据电子转移的多少来计算析出生成物的物质的量．

解答 解：A是金属铁直接和硫酸铜之间的反应，B是原电池，金属铁为负极，金属铜为正极，C为原电池，金属锌是负极，金属铁是正极，D中在XY两边各滴入几滴酚酞试液，X极附近首先变红，说明X附近是氢离子放电了，所以X极是阴极，所以Y极是阳极，b极是电源的正极，a极是电源的负极，M极是阴极，N是阳极．
（1）B中Cu极为正极，发生铜离子得电子的还原反应，电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）金属的腐蚀速率：原电池的负极腐蚀速率＞化学腐蚀＞原电池的正极腐蚀速率，即反应速率最快的是B，最慢的是C，所以速率由快到慢的顺序为：B＞A＞C，故答案为：B＞A＞C；
（3）C中负极反应是：Zn-2e^-→Zn²⁺，被腐蚀金属锌的质量是32.5g即0.5mol时，转移电子数是1mol，故答案为：1mol；
（4）M极是阴极，a极是电源的负极，电池D中N极是阳极，氯离子发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案为：负；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（5）D中在M、N、X、Y各电极上的电极反应分别为：M、Cu²⁺+2e^-→Cu，N、2Cl^-→Cl₂↑+2e^-，X、2Cl^-→Cl₂↑+2e^-，Y、2H⁺+2e^-→H₂↑，当转移电子的物质的量相等时，生成物的物质的量也相等，所以生成物的物质的量之比为1：1：1：1，故答案为：1：1：1：1．

点评 本题考查学生电化学中原电池和电解池的工作原理知识，可以根据所学知识进行回答，难度不大．