Question

某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動．

（1）如圖1為某實驗小組依據氧化還原反應：

 

設計的原電池裝置．（用離子方程式表示）
（2）一段時間后，兩電極質量相差12g（原來兩電極的質量相等），導線中通過

 

mol電子．
（3）用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫出發(fā)生反應的離子方程式

 

，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，溶液中的+3價鐵可以被氧化為更高的價態(tài)．如果+3價鐵被氧化為FeO₄^2-，試寫出該反應的離子方程式

 

．
（4）如圖2其它條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型．
①一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現象是

 

，電極反應為

 

；
②乙裝置中石墨（a）為

 

 極（填“正、負、陰、陽”）；
③乙裝置中與銅線相連石墨電極上發(fā)生的反應式為

 

，產物常用

 

檢驗．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）圖1為原電池反應，Fe為負極，發(fā)生：Fe-2e^-=Fe²⁺，石墨為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）根據溶解的鐵、析出的銅與電子的關系計算；
（3）用吸管吸出鐵片附近溶液即Fe²⁺的溶液，加入氯水發(fā)生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
（4）若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型，甲裝置為鐵的吸氧腐蝕，乙為電解池裝置．

解答： 解：（1）圖1為原電池反應，Fe為負極，發(fā)生：Fe-2e^-=Fe^2-，石墨為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，總反應式為Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，故答案為：Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu；
（2）一段時間后，兩電極質量相差12g，
則Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu   兩極質量差△m    轉移電子
  56g         64g    56g+64g=120g       2mol
                     12g                 n
n=0.2mol，
故答案為：0.2；
（3）用吸管吸出鐵片附近溶液即Fe²⁺的溶液，加入氯水發(fā)生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，如果+3價鐵被氧化為FeO₄^2-，
發(fā)生2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺；
（4）若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型，甲裝置為鐵的吸氧腐蝕，鐵為負極，銅為正極，正極發(fā)生 O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，呈堿性，滴加酚酞，溶液變紅，則乙裝置與銅相連的石墨為陽極，與鐵相連的石墨為陰極，乙為電解池裝置，陽極發(fā)生2Cl^--2e^-═Cl₂↑，生成的氯氣可用濕潤淀粉碘化鉀試紙檢驗，試紙變藍，
故答案為：溶液變紅； O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；陰；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；濕潤淀粉碘化鉀試紙．

點評：本題綜合考查原電池和電解池知識，側重于電化學知識的綜合運用的考查，題目難度中等，注意電極反應方程式的書寫，為解答該題的關鍵．