Question

【題目】某化學興趣小組同學設計如圖裝置:

回答下列問題:

（1）乙中銅片為________極 (填“正”或“負”），其電極反應式為________。

（2）一段時間后，將甲和乙兩池溶液混合，加入H2O2和一定量稀硫酸后，有Fe(OH)3沉淀出現，但沒有Cu(OH)2沉淀出現，此時溶液中c(Fe3+)=2.6×10－18 mol·L－1，求溶液中Cu2+的最大物質的量濃度________。（已知2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O，Ksp（Fe(OH)3）=2.6×10－39，Ksp（Cu(OH)2）=2.2×10－20）。

（3）丙中電源的A極為________極(填“正”或“負”）。

（4）若丙池盛放足量的CuSO4溶液：

①在丙池鐵棒這極的現象是________。

②在丙池中陽極的電極反應是________。

（5）若丙池中盛放滴加少量酚酞的足量的飽和NaCl溶液1L（假設溶液體積電解前后無變化）。

①丙池通電一段時間后，________極附近溶液呈紅色（填Fe或C），總反應的離子方程式：________。

②25℃時，當丙池中有0.1mol電子發生轉移時切斷電源，則理論上標準狀況下共有________ L氣體生成。此時溶液的pH為________。

Answer 1

【答案】正 Cu2++2e-＝Cu 2.2×10-6 mol·L—1 負 有紅色物質析出 4OH－-4e-=O2↑+2H2O Fe 2Cl-+2H2OH2+Cl2+2OH- 2.24 13

【解析】

（1）裝置甲乙構成原電池，鐵片的活潑性大于銅片，鐵片是負極，銅片是正極；

（2）根據Ksp【Fe(OH)3】計算溶液中c(OH-)，再根據Ksp【Cu(OH)2】計算c(Cu2+)的最大值；

（3）丙是電解池，根據電子流動方向分析A極的名稱；

（4）若丙池盛放足量的CuSO4溶液：①丙池鐵棒是陰極，電極反應式為Cu2++2e-=Cu。②丙池碳棒是陽極，電極反應式為4OH－-4e-=O2↑+2H2O ；

（5）若丙池中盛放滴加少量酚酞的足量的飽和NaCl溶液1L，

①丙池鐵棒是陰極，電極反應式2H2O+2e-=H2↑+2OH-；丙池碳棒是陽極，電極反應式2Cl—-2e-=Cl2↑；

②25℃時，根據電極反應式，當丙池中有0.1mol電子發生轉移時，陰極生成0.05mol氫氣，陽極生成0.05mol氯氣，此時溶液中c(OH-)=0.1mol/L。

（1）裝置甲乙構成原電池，鐵片的活潑性大于銅片，鐵片是負極，銅片是正極；正極極反應式為Cu2++2e-＝Cu；

故答案為：正；Cu2++2e-＝Cu；

（2）根據Ksp【Fe(OH)3】=c(Fe3+)c3(OH-)，c(OH-)==1×10-7mol/L，

Ksp【Cu(OH)2】= c(Cu2+)c2(OH-)，c(Cu2+)= Ksp【Cu(OH)2】/ c2(OH-)==2.2×10-6mol/L；

故答案為：2.2×10-6 mol·L—1；

（3）丙是電解池，根據電子流動方向，A是負極；

故答案為：負極；

（4）若丙池盛放足量的CuSO4溶液：①丙池鐵棒是陰極，電極反應式為Cu2++2e-=Cu，所以現象是有紅色物質析出。②丙池碳棒是陽極，電極反應式為4OH－-4e-=O2↑+2H2O ；

故答案為：有紅色物質析出；4OH－-4e-=O2↑+2H2O；

（5）若丙池中盛放滴加少量酚酞的足量的飽和NaCl溶液1L，

①丙池鐵棒是陰極，電極反應式2H2O+2e-=H2↑+2OH-；丙池碳棒是陽極，電極反應式2Cl—-2e-=Cl2↑，丙池通電一段時間后，Fe極附近溶液呈紅色，總反應的離子方程式：2Cl-+2H2OH2+Cl2+2OH-；

②25℃時，根據電極反應式，當丙池中有0.1mol電子發生轉移時，陰極生成0.05mol氫氣，陽極生成0.05mol氯氣，理論上標準狀況下共有2.24L氣體生成，此時溶液中c(OH-)=0.1mol/L，溶液的pH=13。

故答案為：Fe；2Cl-+2H2OH2+Cl2+2OH- ；2.24；13。