Question

如圖所示3套實驗裝置，分別回答下列問題。

（1）裝置1為鐵的吸氧腐蝕實驗。一段時間后， 向插入碳棒的玻璃筒內滴入酚酞溶液，可觀察到碳棒附近的溶液變紅，該電極反應為                                  。
（2）裝置2中的石墨是     極（填“正”或“負” ），該裝置發生的總反應的離子方程式為                                      。
（3）裝置3中甲燒杯盛放200 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液，乙燒杯盛放200 mL 1.0 mol/L的CuSO₄溶液。反應一段時間后，停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞溶液，觀察到石墨電極附近首先變紅。

① 電源的M端為     極，甲燒杯中鐵電極的電極反應為                   ②停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重 1.28 g，甲燒杯中產生的氣體標準狀況下體積為      mL 。

Answer 1

（12分）（1）O₂+ 4e^- + 2H₂O = 4OH^-    （2）正， 2Fe³⁺ + Cu = 2Fe²⁺ + Cu²⁺
（3）① 正， Fe - 2e^-= Fe²⁺    ②  448

解析試題分析：（1）裝置1為鐵的吸氧腐蝕，則碳棒是正極，氧氣得到電子，生成OH^－，所以碳棒周圍溶液顯堿性，溶液變紅，該電極反應為O₂+ 4e^- + 2H₂O = 4OH^-。
（2）銅是金屬，石墨是非金屬，所以石墨是正極，溶液中的鐵離子得到電子。銅是負極，失去電子，所以裝置2中的總反應式是2Fe³⁺ + Cu = 2Fe²⁺ + Cu²⁺。
（3）①向甲燒杯中滴入幾滴酚酞溶液，觀察到石墨電極附近首先變紅，說明在石墨電極上生成OH^－離子，即石墨是陰極，則鐵是陽極，所以電源的M端為正極，則鐵電極的電極反應為Fe - 2e^-= Fe²⁺。
②Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重 1.28 g，這說明乙中析出銅的質量是1.28g，物質的量是0.02mol，轉移0.04mol，所以根據電子得失守恒可知，生成氫氣的物質的量是0.04mol÷2＝0.02mol，在標準狀況下的體積是448ml。
考點：考查電化學應用的有關判斷、電極反應式的書寫以及有關計算
點評：該題是高考中常見題型，屬于中等難度的試題。試題基礎性強，側重對學生能力的培養與解題方法的增大。做題時需要注意電極的判斷和電極反應的書寫，注意串聯電路中各電極轉移的電子數目相等，利用反應的方程式計算。