Question

【題目】某小組同學利用原電池裝置探究物質的性質。資料顯示：原電池裝置中，負極反應物的還原性越強，或正極反應物的氧化性越強，原電池的電壓越大。

（1）同學們利用下表中裝置進行實驗并記錄。

裝置	編號	電極A	溶液B	操作及現(xiàn)象
	Ⅰ	Fe	pH=2的H2SO4	連接裝置后，石墨表面產生無色氣泡；電壓表指針偏轉
	Ⅱ	Cu	pH=2的H2SO4	連接裝置后，石墨表面無明顯現(xiàn)象；電壓表指針偏轉，記錄讀數(shù)為a

①同學們認為實驗Ⅰ中鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕，其正極反應式是_____________。

②針對實驗Ⅱ現(xiàn)象：甲同學認為不可能發(fā)生析氫腐蝕，其判斷依據(jù)是_______；乙同學認為實驗Ⅱ中應發(fā)生吸氧腐蝕，其正極的電極反應式是___________。

（2）同學們仍用上述裝置并用Cu和石墨為電極繼續(xù)實驗，探究實驗Ⅱ指針偏轉原因及影響O2氧化性因素。

編號	溶液B	操作及現(xiàn)象
Ⅲ	經煮沸的pH=2的 H2SO4	溶液表面用煤油覆蓋，連接裝置后，電壓表指針微微偏轉，記錄讀數(shù)為b
Ⅳ	pH=2的H2SO4	在石墨一側緩慢通入O2并連接裝置，電壓表指針偏轉，記錄讀數(shù)為c；取出電極，向溶液中加入數(shù)滴濃Na2SO4溶液混合后，插入電極，保持O2通入，電壓表讀數(shù)仍為c
Ⅴ	pH=12的NaOH	在石墨一側緩慢通入O2并連接裝置，電壓表指針偏轉，記錄讀數(shù)為d

①丙同學比較實驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的電壓表讀數(shù)為：c＞a＞b，請解釋原因是____________。

②丁同學對Ⅳ、Ⅴ進行比較，其目的是探究_____________________對O2氧化性的影響；實驗Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是_____________。

Answer 1

【答案】2H+ + 2e-=H2↑ 在金屬活動性順序中，Cu在H后，Cu不能置換出H2 O2 + 4H+ + 4e-=2H2O O2濃度越大，其氧化性越強，使電壓值增大 溶液的酸堿性 排除溶液中的Na+（或SO42-）對實驗的可能干擾；

【解析】

（1）①同學們認為實驗Ⅰ中鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕，即為溶液中的H+得電子生成H2，其正極反應式是2H+ + 2e-=H2↑。

②針對實驗Ⅱ現(xiàn)象，甲同學考慮到：在金屬活動順序表中，Cu排在H的后面，所以他認為不可能發(fā)生析氫腐蝕。乙同學認為實驗Ⅱ中應發(fā)生吸氧腐蝕，其正極是溶解在溶液中的O2得電子，電極反應式是O2 + 4H+ + 4e-=2H2O。

（2）①丙同學比較實驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，同樣是pH=2的H2SO4溶液，只是溶解的O2量不同，導致電壓表讀數(shù)為：c＞a＞b，因此可以看出，氧氣濃度越大，導電能力越強。

②丁同學對Ⅳ、Ⅴ進行比較，其變量是溶液pH的不同，因此其目的是探究溶液的酸堿性對O2氧化性的影響。實驗Ⅳ中加入Na2SO4溶液，結果溶液的導電能力未變，從而說明溶液中的Na+（或SO42-）對實驗不產生干擾，也由此得出實驗Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是排除溶液中的Na+（或SO42-）對實驗的可能干擾。