Question

【題目】課題式研究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的良好方法.某研究性學(xué)習(xí)小組將下列裝置如圖連接，D、F、X、Y 都是鉑電極、C、E是鐵電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色。試回答下列問(wèn)題:

（1）電源B 極的名稱是___________。

（2）甲裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式是:________________________。

（3）設(shè)電解質(zhì)溶液過(guò)量，則同一時(shí)間內(nèi)C、D電極上參加反應(yīng)的單質(zhì)或生成的單質(zhì)的物質(zhì)的量之比是__________。

（4）欲用丙裝置將粗銅（含少量鐵、鋅等雜質(zhì)）精煉，G極材料應(yīng)該是__________（填“粗銅”或“精銅”），電解液中原電解質(zhì)的物質(zhì)的量濃度將__________（填“變大”、“變小”或“不變”）。

（5）設(shè)甲池中溶液的體積在電解前后都是500ml，當(dāng)乙池所產(chǎn)生氣體的體積為4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，甲池中所生成物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為 mol/L。

Answer 1

【答案】（1）負(fù)極（2）CuSO4+ Fe Cu+FeSO4（3）1:1（4）粗銅 變小（5）0.4

【解析】

試題分析：（1）向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色，說(shuō)明F極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O+2e－=H2↑+2OH－，F(xiàn)極為陰極，則電源B 極的名稱是負(fù)極。

（2）甲裝置中C電極為Fe電極，與電源的正極相連作陽(yáng)極，屬于活性電極，F(xiàn)e失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2＋進(jìn)入溶液，D電極是Pt電極，屬于惰性電極，作電解池的陰極，溶液中的銅離子在D電極得電子生成單質(zhì)銅，則電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式為CuSO4+ Fe Cu + FeSO4。

（3）C、D電極是甲電解池的陽(yáng)、陰兩極，電池的總反應(yīng)為CuSO4+ Fe Cu + FeSO4，所以同一時(shí)間內(nèi)C、D電極上參加反應(yīng)的單質(zhì)或生成的單質(zhì)的物質(zhì)的量之比是1:1.

（4）粗銅精煉時(shí)，粗銅作電解池的陽(yáng)極，精銅作電解池的陰極，根據(jù)上述分析，B為電源的負(fù)極，則G應(yīng)該為電解池的陽(yáng)極，所以G極材料應(yīng)該是粗銅；電解過(guò)程中，陽(yáng)極除了銅失電子外，粗銅中的雜質(zhì)鋅和鐵也會(huì)失電子，而陰極只有溶液中的Cu2＋得電子生成銅單質(zhì)，所以電解液中原電解質(zhì)的物質(zhì)的量濃度將變小。

（5）乙池中E為陽(yáng)極，F(xiàn)e-2e－=Fe2＋，F(xiàn)為陰極，電極反應(yīng)2H＋+2e－=H2↑，當(dāng)乙池所產(chǎn)生氣體的體積為4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體是氫氣，物質(zhì)的量等于0.2mol，所以乙池電子轉(zhuǎn)移為0.4mol，甲池中陽(yáng)極是鐵失電子生成亞鐵離子，F(xiàn)e-2e－=Fe2＋，生成硫酸亞鐵的濃度為0.2mol÷0.5L=0.4mol/L。