Question

17．A、B、C三個燒杯中分別盛有相同物質的量濃度的硫酸銅溶液．D為電解池，其中電極材料均為惰性物質，通過導線與直流電源相連．實驗開始時，同時在XY兩邊各滴入幾滴酚酞試液，X極附近首先變紅．

請回答以下問題：
（1）B中Cu極電極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu．
（2）A、B、C三個燒杯中Fe的反應速率大小順序的是B＞A＞C．
（3）若C中被腐蝕金屬的質量是32.5g，則反應中轉移的電子的物質的量是1mol．
（4）D中直流電源a為負極；N極上的電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
（5）D中在M、N、X、Y各電極上析出生成物的物質的量之比為1：1：1：1．

Answer 1

分析 （1）原電池中失電子的極是負極得電子的極是正極；
（2）金屬的腐蝕速率：原電池的負極腐蝕速率＞化學腐蝕＞原電池的正極腐蝕速率；
（3）根據電極反應式來計算轉移電子和消耗金屬量的關系；
（4）電解池中和電源的負極相連的是陰極，和電源的正極相連的是陽極；解池的陽極不屬于活潑電極時，電解質中的陰離子在該極發生失電子的氧化反應；
（5）串聯電路中轉移的電子數是相等的，根據電子轉移的多少來計算析出生成物的物質的量．

解答 解：A是金屬鐵直接和硫酸銅之間的反應，B是原電池，金屬鐵為負極，金屬銅為正極，C為原電池，金屬鋅是負極，金屬鐵是正極，D中在XY兩邊各滴入幾滴酚酞試液，X極附近首先變紅，說明X附近是氫離子放電了，所以X極是陰極，所以Y極是陽極，b極是電源的正極，a極是電源的負極，M極是陰極，N是陽極．
（1）B中Cu極為正極，發生銅離子得電子的還原反應，電極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）金屬的腐蝕速率：原電池的負極腐蝕速率＞化學腐蝕＞原電池的正極腐蝕速率，即反應速率最快的是B，最慢的是C，所以速率由快到慢的順序為：B＞A＞C，故答案為：B＞A＞C；
（3）C中負極反應是：Zn-2e^-→Zn²⁺，被腐蝕金屬鋅的質量是32.5g即0.5mol時，轉移電子數是1mol，故答案為：1mol；
（4）M極是陰極，a極是電源的負極，電池D中N極是陽極，氯離子發生失電子的氧化反應，電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案為：負；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（5）D中在M、N、X、Y各電極上的電極反應分別為：M、Cu²⁺+2e^-→Cu，N、2Cl^-→Cl₂↑+2e^-，X、2Cl^-→Cl₂↑+2e^-，Y、2H⁺+2e^-→H₂↑，當轉移電子的物質的量相等時，生成物的物質的量也相等，所以生成物的物質的量之比為1：1：1：1，故答案為：1：1：1：1．

點評 本題考查學生電化學中原電池和電解池的工作原理知識，可以根據所學知識進行回答，難度不大．