Question

（16分）如圖所示，A、F為石墨電極，B、E為鐵片電極。按要求回答下列問題：
(1)打開K₂，閉合K₁，B為__________極，A的電極反應(yīng)為______________，最終可觀察到的現(xiàn)象是                        。

(2)打開K₁，閉合K₂，E為________極，檢驗(yàn)F極產(chǎn)生氣體的方法是                                           。
(3)若往U型管中滴加酚酞，進(jìn)行(1)、(2)操作時(shí)，       極周圍能變紅（填A(yù)、B、E、或F，下同）。若滴加K₃[Fe(CN)₆]溶液，在           極周圍溶液變?yōu)?u>       色。
（4）若電源選用燃料電池，結(jié)構(gòu)如圖，以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)（能夠傳導(dǎo)CO₃^2-），電池工作時(shí)電解質(zhì)組成保持穩(wěn)定，請(qǐng)寫出正極反應(yīng)的方程式                   ，若在標(biāo)況下消耗11.2L的甲烷，電解NaCl溶液產(chǎn)生的H₂的物質(zhì)的量為        mol（假設(shè)燃料電池能量轉(zhuǎn)化率為75%）。
xk

Answer 1

(1)負(fù)；（1分）O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－；（2分）溶液中有紅褐色沉淀生成（2分）(2)陰；（1分）用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近F極，試紙變藍(lán)，證明是氯氣（2分）(3)A、E；（2分）B；（1分）藍(lán)（1分）（4）2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-（2分）；1.5（2分）

（1）打開K₂，閉合K₁后，構(gòu)成原電池，B是鐵片，作負(fù)極，A是正極，由于溶液是氯化鈉溶液，因此相當(dāng)于鐵的吸氧腐蝕，正極反應(yīng)式為O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－。鐵失去電子生成亞鐵離子，然后結(jié)合OH^－生成Fe(OH)₂沉淀，最終被氧化生成氫氧化鐵沉淀。
（2）)打開K₁，閉合K₂，裝置是電解池F是陽(yáng)極，E是陰極，陽(yáng)極氯離子放電，生成氯氣，可利用氯氣的氧化性來(lái)檢驗(yàn)。
（3）在（1）中A是正極，有OH^－生成，在（2）中陰極有OH^－生成，即這兩極溶液顯紅色。因?yàn)锽極附近生成鐵離子，所以溶液會(huì)變成藍(lán)色。而在操作（2）鐵作陰極不溶解，過(guò)不可能變藍(lán)色。
（4）正極氧氣得到電子，而電解質(zhì)是熔融碳酸鹽，導(dǎo)電離子是CO₃^2-，所以正極反應(yīng)的方程式為2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-。在反應(yīng)中甲烷失去8個(gè)電子，因?yàn)殡姵啬芰哭D(zhuǎn)化率為75%，所以11.2L的甲烷實(shí)際失去電子為4mol×0.75＝3.0mol，依據(jù)電子得失守恒可知生成氫氣1.5mol。