Question

【題目】如圖所示，甲、乙兩U形管各盛有100mL溶液，請回答下列問題：

(1)若兩池中均為飽和NaCl溶液：

①甲池中鐵電極發(fā)生_____________腐蝕（填“析氫”或“吸氧”），碳棒上電極反應(yīng)式__________________________；

②甲池鐵棒腐蝕的速率比乙池鐵棒_____（填“快”、“慢”或“相等”）。

(2)若乙池中盛CuSO4溶液：

①電解硫酸銅溶液的化學(xué)方程式___________________________________；

②乙池反應(yīng)一段時間后，兩極都產(chǎn)生3.36L（標(biāo)況）氣體，該硫酸銅溶液的濃度為___________ mol·L－1。

Answer 1

【答案】吸氧 O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 快 2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑ 1.5

【解析】

(1)若兩池中均為飽和NaCl溶液：甲池屬于原電池，鐵易失電子作負極，碳作負極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；乙池屬于電解池，根據(jù)電子流向知，C電極為陽極，鐵電極為陰極被保護，據(jù)此分析解答；

(2)①若乙池中盛CuSO4溶液，C電極為陽極，溶液中的氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵電極為陰極，溶液中的銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此書寫電解硫酸銅溶液的化學(xué)方程式；②兩極都產(chǎn)生3.36L(標(biāo)況)氣體，則陽極上始終是氫氧根離子放電，陰極首先是銅離子放電，銅離子反應(yīng)完成后，再氫離子放電，根據(jù)得失電子守恒計算。

(1)①甲裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，為原電池，鐵易失電子作負極，碳作正極，在飽和NaCl溶液中，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，為吸氧腐蝕，正極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-=4OH-，故答案為：吸氧；2H2O+O2+4e-=4OH-；

②甲裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，為原電池，鐵易失電子作負極，乙池屬于電解池，根據(jù)電子流向知，C電極為陽極，鐵電極為陰極，被保護，所以甲池鐵棒腐蝕的速率比乙池鐵棒快，故答案為：快；

(2)①若乙池中盛CuSO4溶液，C電極為陽極，溶液中的氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵電極為陰極，溶液中的銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則電解硫酸銅溶液的化學(xué)方程式為：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，故答案為：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；

②3.36L(標(biāo)況)氣體的物質(zhì)的量為=0.15mol，兩極都產(chǎn)生3.36L(標(biāo)況)氣體，則陽極上始終是氫氧根離子放電，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O，生成氧氣0.15mol，共失電子0.15mol×4=0.6mol；陰極首先是銅離子放電，電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu，銅離子反應(yīng)完成后，氫離子再放電，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑，生成氫氣0.15mol，得電子0.15mol×2=0.3mol，據(jù)得失電子守恒有2n(Cu2+)+0.3=0.6，n(Cu2+)=0.15mol，所以c(Cu2+)==1.5mol/L，故答案為：1.5。