Question

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

 

．
（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

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）電解飽和食鹽水時(shí)，酚酞變紅的極是陰極，串聯(lián)電路中，陽(yáng)極連陰極，陰極連陽(yáng)極，陰極和電源負(fù)極相連，陽(yáng)極和電源正極相連；
（2）根據(jù)電解原理來(lái)書寫電池反應(yīng)，甲池中C為鐵做陽(yáng)極，D為鉑電極，電解質(zhì)溶液是硫酸銅溶液，依據(jù)電解原理分析；
（3）根據(jù)電極反應(yīng)和電子守恒計(jì)算溶解和析出金屬的物質(zhì)的量關(guān)系；
（4）電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，含有銅離子的鹽溶液作電解質(zhì)溶液；
（5）乙池中E為陽(yáng)極，F(xiàn)為陰極，當(dāng)乙池所產(chǎn)生氣體的體積為4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，甲池中生成硫酸亞鐵濃度，依據(jù)電子守恒計(jì)算反應(yīng)的鐵物質(zhì)的量得到硫酸亞鐵濃度．

解答： 解：（1）向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色，說(shuō)明該極上氫離子放電，所以該電極是陰極，所以E電極是陽(yáng)極，D電極是陰極，C電極是陽(yáng)極，G電極是陽(yáng)極，H電極是陰極，X電極是陽(yáng)極，Y是陰極，A是電源的正極，B是原電池的負(fù)極；
故答案為：負(fù)極；
（2）D、F、X、Y 都是鉑電極、C、E是鐵電極，甲池中C為鐵做陽(yáng)極，D為鉑電極，電解質(zhì)溶液是硫酸銅溶液，電解硫酸銅溶液時(shí)的陽(yáng)極是鐵失電子生成亞鐵離子，陰極是銅離子放電，所以電解反應(yīng)為：Fe+CuSO₄

電解  .

Cu+FeSO₄；
故答案為：Fe+CuSO₄

電解  .

Cu+FeSO₄；
（3）甲池中C為鐵做陽(yáng)極，D為鉑電極，電解質(zhì)溶液是硫酸銅溶液，電解硫酸銅溶液時(shí)的陽(yáng)極是鐵失電子生成亞鐵離子，F(xiàn)e-2e-=Fe²⁺，陰極是銅離子放電，電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu，依據(jù)電子守恒可知?jiǎng)t同一時(shí)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，
故答案為：1：1；
（4）電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，含有銅離子的鹽作電解質(zhì)即可，分析判斷丙裝置中G為電解池的陽(yáng)極，H電極是陰極，G電極為粗銅，H電極為精銅，依據(jù)電子守恒分析，陽(yáng)極溶解過程中銅、鐵、鋅、鎳等雜質(zhì)金屬也失電子，所以電解質(zhì)溶液中銅離子濃度減小，電解液中原電解質(zhì)的物質(zhì)的量濃度減��；
故答案為：粗銅；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=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⁺，生成硫酸亞鐵濃度=

0.2mol

0.5L

=0.4mol/L；
故答案為：0.4．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道電化學(xué)綜合知識(shí)題目，主要是原電池原理和電解池原理的分析應(yīng)用，電極判斷和電極反應(yīng)是解題關(guān)鍵，注意電解池中活性電極做陽(yáng)極，本身失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．