Question

19．如圖是一個電化學過程的示意圖，請回答下列問題：
（1）X為CuSO₄溶液
①若斷開K₁，閉合K₂，Pt為正極（填“正”、“負”、“陰”、“陽”中的一個，下同），該極發生的電極反應式Cu²⁺+2e^-=Cu．
②若斷開K₂，閉合K₁，Pt為陽極，該極發生的電極反應式4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，Fe電極上的現象是紅色物質生成．
（2）X為滴有少量酚酞的NaCl溶液
①若斷開K₁，閉合K₂，Pt電極附近現象溶液變紅，鐵能否被腐蝕能？（填“能”或“否”）．若能被腐蝕，該腐蝕屬于吸氧腐蝕．
①若斷開K₂，閉合K₁，此時該池中總反應的離子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，該條件下若導線中轉移0.02mole^-后就斷開K₁，此時溶液體積為200mL，則溶液混合均勻后的pH=13．

Answer 1

分析 （1）①若斷開K₁，閉合K₂，是原電池裝置，所以不活潑的Pt為正極，該銅離子放電生成銅單質；
②若斷開K₂，閉合K₁，Pt與電源的正極相連，所以Pt為陽極，電極反應式為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；Fe電極是陰極，電極上的銅離子放電，生成單質銅；
（2）①若斷開K₁，閉合K₂，是原電池裝置，所以不活潑的Pt為正極，發生吸氧腐蝕，正極的電極反應式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，負極：Fe-2e^-=Fe²⁺，由此解答；
②電解氯化鈉溶液的方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，乙池轉移0.02mole^-后，會生成0.02mol的氫氧化鈉，所以所得NaOH溶液的物質的量濃度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，根據水的離子積進行計算．

解答 解：（1）①若斷開K₁，閉合K₂，是原電池裝置，所以不活潑的Pt為正極，該銅離子放電生成銅單質，所以電極反應式為：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：正；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②若斷開K₂，閉合K₁，Pt與電源的正極相連，所以Pt為陽極，電極反應式為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；Fe電極是陰極，電極上的銅離子放電，生成單質銅，所以觀察有紅色物質生成，故答案為：陽；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；紅色物質生成；
（2）①若斷開K₁，閉合K₂，是原電池裝置，所以不活潑的Pt為正極，發生吸氧腐蝕，正極的電極反應式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，所以溶液變紅，負極：Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案為：溶液變紅；能；吸氧；
②電解氯化鈉溶液的方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，乙池轉移0.02mole^-后，會生成0.02mol的氫氧化鈉，所以所得NaOH溶液的物質的量濃度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，所以溶液中氫離子濃度=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$，所以溶液的pH=13，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；13．

點評 本題考查原電池和電解原理，明確工作原理及發生的電極反應是解答的關鍵，注意電極的判斷和電子守恒的應用，題目難度中等．