Question

（18分）如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题：

(1)打开K₂，闭合K₁，B为_______极，A的电极反应为_____，最终可观察到的现象是       。

(2)打开K₁，闭合K₂，E为_______极，检验F极产生气体的方法是                      。该装置中发生反应的化学方程式为_________。

(3)若往U型管中滴加酚酞，进行(1)、(2)操作时，        极周围能变红（填A、B、E、或F）。

（4）若电源选用燃料电池，结构如下图，以熔融碳酸盐为电解质（非水溶济，能够传导CO₃^2-），电池工作时电解质组成保持稳定，通入甲烷的电极为________极，请写出正极反应的方程式          ，若在标况下消耗11.2L的甲烷，电解NaCl溶液产生的H₂的物质的量为         mol（假设燃料电池能量转化率为75%）。

Answer

(1)负；（2分）O2＋2H2O＋4e－===4OH－；（2分）溶液中有红褐色沉淀生成（2分）(2)阴；（2分）用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近F极，试纸变蓝，

证明是氯气（2分）2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑(2分)(3)A、E；（4分）

（4）负（2分）  2CO2+O2+4e-=2CO32-（2分）；1.5（3分）

【解析】考查电化学的应用。

(1)打开K2，闭合K1，则构成原电池，铁是负极，即B是负极，A是正极。此时发生铁的吸氧腐蚀，所以最终溶液中有红褐色氢氧化铁沉淀生成。

(2)打开K1，闭合K2，则构成电解池。E和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电。F和电源的正极相连，是阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气。氯气具有氧化性，可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。

（3）根据以上分析可知，进行(1)、(2)操作时，OH－分别在A和E极产生，所以在这两极溶液显红色。

（4）原电池中负极失去电子，发生氧化反应，甲烷在反应中被氧化，失去电子，所以在负极通入，空气在正极通入。由于电解质是熔融盐，能传递能够传导CO32-，所以正极的电极反应式为2CO2+O2+4e-=2CO32-。1mol甲烷在反应中失去8mol电子，11.2L甲烷是0.5mol，共转移电子4mol。根据得失电子守恒可知生成氢气是。