Question

6．如圖所示的裝置，X、Y都是惰性電極．將電源接通后，向（甲）中滴入酚酞溶液此空不填，在Fe極附近顯紅色．丙池中盛有100mL3.00mol•L^-1的CuSO₄溶液．試回答下列問題：
（1）在電源中，B電極為   極（填電極名稱，下同）；乙裝置中粗銅為  極．
（2）在甲裝置中，石墨（C）電極上發(fā)生  反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）；甲裝置中總的化學(xué)方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（3）如果乙裝置中精銅電極的質(zhì)量增加了0.64g，請(qǐng)問甲裝置中，鐵電極此空不填上產(chǎn)生的氣體此空不填在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為0.224L．
（4）在丙裝置中，X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑或4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．
（5）在此過程中，若丙池中兩電極產(chǎn)生的氣體恰好相等時(shí)，理論上在乙池中精銅增加了38.4g．

Answer 1

分析 甲為電解飽和食鹽水，向甲中滴入酚酞試液，在Fe極附近顯紅色，說明該極上氫離子放電，所以該電極是陰極，C電極是陽(yáng)極，陽(yáng)極與電源正極相連，則A是電源的正極，B是原電池的負(fù)極，乙中是精煉銅，粗銅作陽(yáng)極，精銅作陰極，丙中X電極是陽(yáng)極，Y是陰極，串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量相等，據(jù)此解答．

解答 解：（1）甲為電解飽和食鹽水，在Fe極附近顯紅色，說明該極上氫離子放電，氫氧根濃度大于氫離子濃度，溶液呈堿性，所以該電極是陰極，C電極是陽(yáng)極，陽(yáng)極與電源正極相連，則A是電源的正極，B是原電池的負(fù)極，故答案為：負(fù)極；
（2）在甲中，石墨電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極上氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，溶液中氫氧根濃度增大，生成堿，電池總反應(yīng)式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：氧化；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）如果乙裝置中精銅電極的質(zhì)量增加了0.64g，電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，則轉(zhuǎn)移電子為0.02mol，電路中電子轉(zhuǎn)移守恒，甲中鐵電極的反應(yīng)：2H⁺+2e^-=H₂↑，則在標(biāo)況下產(chǎn)生氫氣的體積為：0.01mol×22.4L/mol=0.224L，故答案為：0.224；
（4）在丙裝置中，X為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氫氧根離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，電極反應(yīng)式為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑ 或4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑ 或4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（5）丙池中發(fā)生的反應(yīng)分別是：陽(yáng)極上：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，陰極上Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，100mL3.00mol•L^-1的CuSO₄溶液中銅離子物質(zhì)的量是：0.3mol，銅離子得電子的是0.6mol，若兩電極產(chǎn)生的氣體恰好相等時(shí)（假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀況下），設(shè)均為nmol，則2n+0.6=4n，解得n=0.3，即裝置在轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1.2mol，乙池產(chǎn)生精銅的電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，則精銅增重：$\frac{1.2mol}{2}×64g/mol$=38.4g，
故答案為：38.4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理，準(zhǔn)確判斷電極是解本題的關(guān)鍵，注意根據(jù)串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量相等結(jié)合電極方程式計(jì)算分析，題目難度中等．