Question

7．如图所示2套实验装置，分别回答下列问题：

（1）装置1中的石墨极发生的电极反应式为Fe³⁺+e^-═Fe²⁺．
（2）装置2中甲烧杯盛放100mL0.2mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100mL 0.5mol/L的CuSO₄溶液．反应一段时间后，停止通电．取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64g．甲、乙两烧杯中生成的气体标准状况下共336mL．

Answer 1

分析 （1）形成原电池，总方程式为Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，石墨为正极，三价铁离子得电子发生还原反应生成二价铁；
（3）铜电极质量增重，应为电解池的阴极，则M为正极，N为负极，乙烧杯为电解硫酸的反应，阳极生成氧气，阴极析出铜，结合电极方程式解答该题．

解答 解：（1）铜可被Fe³⁺+氧化，发生Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，形成原电池反应时，铜为负极，发生氧化反应，石墨为正极，正极反应为Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，
故答案为：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；
（2）取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为0.01mol，转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，
甲烧杯中，阳极铁被氧化，阴极产生气体为氢气，
2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，
    2mol    22.4L
   0.02mol    V
V=$\frac{22.4L×0.02mol}{2mol}$=0.224L，即224mL，
乙烧杯中，铜离子得电子，氢氧根失去电子生成氧气，
4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
    4mol     22.4L
  0.02mol     X
X=112mL，故两极共产生224+112=336mL，
故答案为：336．

点评 本题考查电化学知识，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目难度中等，做题时注意电极的判断和电极反应的书写，注意串联电路中各电极转移的电子数目相等，利用反应的方程式计算．