Question

某化学兴趣小组同学设计如图装置:

回答下列问题:

（1）乙中铜片为________极 (填“正”或“负”），其电极反应式为________。 

（2）一段时间后，将甲和乙两池溶液混合，加入H₂O₂和一定量稀硫酸后，有Fe(OH)₃沉淀出现，但没有Cu(OH)₂沉淀出现，此时溶液中c(Fe³⁺)=2.6×10^－18 mol·L^－1，求溶液中Cu²⁺的最大物质的量浓度________。（已知2Fe^2＋＋H₂O₂＋2H^＋＝2Fe^3＋＋2H₂O，K_sp（Fe(OH)₃）=2.6×10^－39，K_sp（Cu(OH)₂）=2.2×10^－20）。

（3）丙中电源的A极为________极(填“正”或“负”）。

（4）若丙池盛放足量的CuSO₄溶液：

①在丙池铁棒这极的现象是________。

②在丙池中阳极的电极反应是________。

（5）若丙池中盛放滴加少量酚酞的足量的饱和NaCl溶液1L（假设溶液体积电解前后无变化）。

①丙池通电一段时间后，________极附近溶液呈红色（填Fe或C），总反应的离子方程式：________。

②25℃时，当丙池中有0.1mol电子发生转移时切断电源，则理论上标准状况下共有________ L气体生成。此时溶液的pH为________。

Answer

正 Cu2++2e-＝Cu 2.2×10-6 mol·L—1 负 有红色物质析出 4OH－-4e-=O2↑+2H2O Fe 2Cl-+2H2OH2+Cl2+2OH- 2.24 13

【解析】

（1）装置甲乙构成原电池，铁片的活泼性大于铜片，铁片是负极，铜片是正极； 

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

（3）丙是电解池，根据电子流动方向分析A极的名称；

（4）若丙池盛放足量的CuSO4溶液：①丙池铁棒是阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。②丙池碳棒是阳极，电极反应式为4OH－-4e-=O2↑+2H2O ；

（5）若丙池中盛放滴加少量酚酞的足量的饱和NaCl溶液1L，

①丙池铁棒是阴极，电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-；丙池碳棒是阳极，电极反应式2Cl—-2e-=Cl2↑；

②25℃时，根据电极反应式，当丙池中有0.1mol电子发生转移时，阴极生成0.05mol氢气，阳极生成0.05mol氯气，此时溶液中c(OH-)=0.1mol/L。

（1）装置甲乙构成原电池，铁片的活泼性大于铜片，铁片是负极，铜片是正极；正极极反应式为Cu2++2e-＝Cu；

故答案为：正；Cu2++2e-＝Cu； 

（2）根据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；

故答案为：2.2×10-6 mol·L—1；

（3）丙是电解池，根据电子流动方向，A是负极；

故答案为：负极；

（4）若丙池盛放足量的CuSO4溶液：①丙池铁棒是阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，所以现象是有红色物质析出。②丙池碳棒是阳极，电极反应式为4OH－-4e-=O2↑+2H2O ；

故答案为：有红色物质析出；4OH－-4e-=O2↑+2H2O；

（5）若丙池中盛放滴加少量酚酞的足量的饱和NaCl溶液1L，

①丙池铁棒是阴极，电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-；丙池碳棒是阳极，电极反应式2Cl—-2e-=Cl2↑，丙池通电一段时间后，Fe极附近溶液呈红色，总反应的离子方程式：2Cl-+2H2OH2+Cl2+2OH-；

②25℃时，根据电极反应式，当丙池中有0.1mol电子发生转移时，阴极生成0.05mol氢气，阳极生成0.05mol氯气，理论上标准状况下共有2.24L气体生成，此时溶液中c(OH-)=0.1mol/L，溶液的pH=13。

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