Question

如图所示三套实验装置，分别回答下列问题。

(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入NaOH溶液，即可观察到铁钉附近的溶液有沉淀，表明铁被________(填“氧化”或“还原”); 向插入石墨棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到石墨棒附近的溶液变红，该电极反应式为________________________________________________________________________。

(2)装置2中的石墨是________极(填“正”或“负”)，该装置发生的总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

(3)装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L^－1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol·L^－1的CuSO₄溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红。

①电源的M端为________极；甲烧杯中铁电极的电极反应式为_________________。

②乙烧杯中电解反应的离子方程式为_________________________________。

③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重0.64 g，甲烧杯中产生的气体标准状况下的体积为________mL。

Answer 1

解析：(1)装置1，由石墨棒附近的溶液变红可知，石墨棒作正极，电极反应式为O₂＋4e^－＋2H₂O===4OH^－，铁钉作负极，发生氧化反应。

(2)由装置2两电极活泼性强弱得Cu一定是负极，总反应的离子方程式即该装置中自发的氧化还原反应：2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋。

(3)①由甲中石墨电极附近首先变红可知该极H^＋放电，即该极为阴极，Fe为阳极，电极反应式为Fe－2e^－===Fe^2＋，由此可知，电源M端为正极；

②电源M端为正极，N端为负极，乙中Cu为阴极，石墨为阳极，发生反应的离子方程式为2Cu^2＋＋2H₂O2Cu＋O₂↑＋4H^＋；

③由两池中的对应关系Cu～2e^－～H₂↑

  64 g  1 mol

  0.64 g  0.01 mol

即224 mL H₂。

答案：(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