Question

课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法．某研究性学习小组将下列装置如图连接，D、F、X、Y 都是铂电极、C、E是铁电极．将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色．试回答下列问题：
（1）电源B极的名称是

 

．
（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是：

 

．
（3）设电解质溶液过量，则同一时内C、D电极上参加反应的单质或生成的单质的物质的量之比是

 

．
（4）欲用丙装置将粗铜（含少量铁、锌等杂质）精炼，G极材料应该是

 

（填“粗铜”或“精铜”），电解液中原电解质的物质的量浓度将

 

（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（5）装置丁中的现象是

 

．
（6）设甲池中溶液的体积在电解前后都是500mL，当乙池所产生气体的体积为4.48L（标准状况）时，甲池中所生成物质的物质的量浓度为

 

mol/L．

Answer 1

考点：电解原理,原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）电解饱和食盐水时，酚酞变红的极是阴极，串联电路中，阳极连阴极，阴极连阳极，阴极和电源负极相连，阳极和电源正极相连；
（2）根据电解原理来书写电池反应，甲池中C为铁做阳极，D为铂电极，电解质溶液是硫酸铜溶液，依据电解原理分析；
（3）根据电极反应和电子守恒计算溶解和析出金属的物质的量关系；
（4）电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，含有铜离子的盐溶液作电解质溶液；
（5）根据异性电荷相吸的原理以及胶体的电泳原理来回答；
（6）乙池中E为阳极，F为阴极，当乙池所产生气体的体积为4.48L（标准状况）时，甲池中生成硫酸亚铁浓度，依据电子守恒计算反应的铁物质的量得到硫酸亚铁浓度；

解答： 解：（1）向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明该极上氢离子放电，所以该电极是阴极，所以E电极是阳极，D电极是阴极，C电极是阳极，G电极是阳极，H电极是阴极，X电极是阳极，Y是阴极，A是电源的正极，B是原电池的负极；
故答案为：负极．
（2）D、F、X、Y 都是铂电极、C、E是铁电极，甲池中C为铁做阳极，D为铂电极，电解质溶液是硫酸铜溶液，电解硫酸铜溶液时的阳极是铁失电子生成亚铁离子，阴极是铜离子放电，所以电解反应为：Fe+CuSO₄

通电  .

Cu+FeSO₄；
故答案为：Fe+CuSO₄

通电  .

Cu+FeSO₄．
（3）甲池中C为铁做阳极，D为铂电极，电解质溶液是硫酸铜溶液，电解硫酸铜溶液时的阳极是铁失电子生成亚铁离子，Fe-2e-=Fe²⁺，阴极是铜离子放电，电极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，依据电子守恒可知则同一时内C、D电极上参加反应的单质或生成的单质的物质的量之比是1：1．
故答案为：1：1．
（4）电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，含有铜离子的盐作电解质即可，分析判断丙装置中G为电解池的阳极，H电极是阴极，G电极为粗铜，H电极为精铜，依据电子守恒分析，阳极溶解过程中铜、铁、锌、镍等杂质金属也失电子，所以电解质溶液中铜离子浓度减小，电解液中原电解质的物质的量浓度减小；
故答案为：粗铜，变小；
（5）根据异性电荷相吸的原理，氢氧化铁胶体中含有的带正电荷的粒子会向阴极即Y极移动，所以Y极附近红褐色变深；
故答案为：Y极附近红褐色变深；
（6）乙池中E为阳极，Fe-2e-=Fe²⁺，F为阴极，电极反应2H⁺+2e^-=H₂↑，当乙池所产生气体的体积为4.48L（标准状况）气体是氢气，物质的量=0.2mol；，所以乙池电子转移为0.4mol，甲池中阳极是铁失电子生成亚铁离子，Fe-2e-=Fe²⁺，生成硫酸亚铁浓度=

0.2mol

0.5L

=0.4mol/L；
故答案为：0.4；

点评：本题是一道电化学综合知识题目，主要是原电池原理的分析应用，电极判断和电极反应是解题关键，注意电解池中活性电极做阳极，本身失电子发生氧化反应，掌握基础是关键，题目难度中等．