Question

【題目】課題式研究性學習是培養學生創造思維的良好方法.某研究性學習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。試回答下列問題:

（1）電源B 極的名稱是___________。

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

（3）設電解質溶液過量，則同一時間內C、D電極上參加反應的單質或生成的單質的物質的量之比是__________。

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

（5）設甲池中溶液的體積在電解前后都是500ml，當乙池所產生氣體的體積為4.48L（標準狀況）時，甲池中所生成物質的物質的量濃度為 mol/L。

Answer 1

【答案】（1）負極（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，說明F極發生的電極反應為2H2O+2e－=H2↑+2OH－，F極為陰極，則電源B 極的名稱是負極。

（2）甲裝置中C電極為Fe電極，與電源的正極相連作陽極，屬于活性電極，Fe失電子發生氧化反應生成Fe2＋進入溶液，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銅，則電解反應的總化學方程式為CuSO4+ Fe Cu + FeSO4。

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

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

（5）乙池中E為陽極，Fe-2e－=Fe2＋，F為陰極，電極反應2H＋+2e－=H2↑，當乙池所產生氣體的體積為4.48L（標準狀況）氣體是氫氣，物質的量等于0.2mol，所以乙池電子轉移為0.4mol，甲池中陽極是鐵失電子生成亞鐵離子，Fe-2e－=Fe2＋，生成硫酸亞鐵的濃度為0.2mol÷0.5L=0.4mol/L。