Question

（1）利用如圖1裝置，可以探究很多電化學(xué)實驗．

①若X為石墨棒，Y為NaOH溶液，當(dāng)開關(guān)K置于N處時，總化學(xué)反應(yīng)方程式是：

 

．
②若X為石墨棒，Y為溶解有O₂的NaCl溶液，開關(guān)K置于M處時，寫出正極的電極反應(yīng)式：

 

．
③若X為純銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處，該裝置的名稱是：

 

，通電一段時間后，純銅棒有剩余，則硫酸銅溶液的物質(zhì)的量濃度

 

（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（2）鐵的重要化合物高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）是一種新型飲用水消毒劑，具有很多優(yōu)點．從環(huán)境保護的角度看，制備Na₂FeO₄較好的方法為電解法，其裝置如圖2所示．
①電解過程中陽極的電極反應(yīng)式為

 

．
②圖3裝置中的電源采用 NaBH₄（B元素的化合價為+3價）和H₂O₂作原料的燃料電池，電源工作原理如圖3所示．工作過程中該電源的正極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）①若X為石墨棒，Y為NaOH溶液，當(dāng)開關(guān)K置于N處時，則為電解池，其實質(zhì)是電解水；
②若X為石墨棒，Y為溶解有O₂的NaCl溶液，開關(guān)K置于M處時，則為原電池，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子；
③若X為純銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處，則為電鍍池，根據(jù)電極反應(yīng)判斷；
（2）①Na₂FeO₄能消毒、凈水的原因高價鐵具有氧化性，能消毒殺菌，生成Fe³⁺形成膠體，具有吸附懸浮物的凈水的作用，電解時陽極Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O
②正極H₂O₂發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子被還原生成OH^-．

解答： 解：（1）①若X為石墨棒，Y為NaOH溶液，當(dāng)開關(guān)K置于N處時，則為電解池，陽極上氫氧根離子放電，陰極上氫離子放電，所以電解的實質(zhì)是電解水，其電解方程式為2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑；
故答案為：2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑；
②若X為石墨棒，Y為溶解有O₂的NaCl溶液，開關(guān)K置于M處時，則為原電池，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，則正極的電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
③若X為純銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處，則為電鍍池，陽極上銅失電子生成銅離子，陰極上銅離子得電子生成銅，所以溶液中銅離子的濃度不變，則硫酸銅溶液的物質(zhì)的量濃度不變；
故答案為：電鍍池；不變；
（2）①Na₂FeO₄能消毒、凈水的原因高價鐵具有氧化性，能消毒殺菌，生成Fe³⁺形成膠體，具有吸附懸浮物的凈水的作用，電解時陽極Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O；
故答案為：Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O；
②NaBH₄（B元素的化合價為+3價）和H₂O₂作原料的燃料電池，正極上H₂O₂發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子生成OH^-，其電極反應(yīng)為：H₂O₂+2e^-=2OH^-；
故答案為：H₂O₂+2e^-=2OH^-．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)原電池中正負(fù)極上得失電子及電極反應(yīng)式來分析解答即可，題目難度中等，注意氫氧燃料電池在酸性或堿性介質(zhì)中電極反應(yīng)式的差別，為易錯點．