Question

I.下图为相互串联的三个装置，试回答：

（1）若利用乙池在铁片上镀银，则B是_________（填电极材料），电极反应式是_________；应选用的电解质溶液是_____________。

（2）若利用乙池进行粗铜的电解精炼，则________极（填“A”或“B”）是粗铜，若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_____________________。

（3）丙池滴入少量酚酞试液，电解一段时间___________（填“C”或“Fe”）极附近呈红色。

（4）写出甲池负极的电极反应式：________________________________。若甲池消耗3.2gCH₃OH气体，则丙池中阳极上放出的气体物质的量为______________。

II.（5）请利用反应Fe +2Fe³⁺= 3Fe²⁺设计原电池。

设计要求：①该装置尽可能提高化学能转化为电能的效率；

②材料及电解质溶液自选，在图中做必要标注；

③画出电子的转移方向。

Answer

（1）铁片；Ag++ e-= Ag；AgNO3溶液

（2）A；Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2+的形式进入电解液中（3）Fe；

（4）CH3OH -6e-+ 8OH-= CO32-+ 6H2O；0.175mol2；

（5）如图所示

【解析】

试题分析：（1）甲池中通入CH3OH的电极为负极，通入O2的电极为正极；所以乙池中A是阳极，B是阴极；丙池中Fe是阴极，石墨是阳极。若利用乙池在铁片上镀银，则B是铁片；电极反应式是Ag++ e-= Ag；选用的电解质溶液为AgNO3溶液；（2）若利用乙池进行粗铜的电解精炼，则A极是粗铜，若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，比铜活动性强的金属会失去电子变为Fe2+进入溶液；而活动性比Ag、Au会以单质的形式沉积在c(阳极)下方，俗称阳极泥；（3）是电解NaCl溶液，化学反应方程式是：2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH，在阴极Fe电极H+获得电子变为H2逸出，使附近的溶液显碱性，故丙池滴入少量酚酞试液，电解一段时间Fe极附近呈红色。（4）在甲池负极的电极反应式是：CH3OH -6e-+ 8OH-= CO32-+ 6H2O。若甲池消耗3.2gCH3OH气体，甲醇的物质的量是n(CH3OH)=3.2g÷32g/mol=0.1mol，0.1mol甲醇反应的转移电子的物质的量是n(e-)=0.1mol×6=0.6mol，由于在串联电路中电子转移的物质的量相等，在丙池的阳极发生氧化反应：2Cl—-2e-=Cl2↑，n(NaCl)=1mol/L×0.1L=0.1mol，n(Cl2)=0.1mol÷2=0.05mol，后发生反应：4OH—-4e-=2H2O+O2↑，发生该反应转移电子的物质的量是0.6mol-0.1mol=0.5mol，所以氧气的物质的量是n(O2)=0.5mol÷4=0.125mol，所以阳极反应产生气体的物质的量是n= n(Cl2)+ n(O2)= 0.05mol+0.125mol=0.175mol；（5）利用反应Fe +2Fe3+= 3Fe2+设计原电池，Fe是负极，石墨作正极，用FeCl3作电解质溶液，可设计为原电池是：

。

【考点定位】考查原电池、电解池的反应原理及应用的知识。

【名师点睛】当多个池串联在一起，又没有电池显示时，两个电极活动性差别大的为原电池，其余为电解池；若有一个池中一个电极通入某种燃料，如通入CH4、H2、CH3OH等，另一个电极通入空气，则该池为原电池，其余各池为电解池。其中通入燃料的电极为负极，负极失去电子发生氧化反应；通入空气的电极是正极，正极上氧气获得电子发生还原反应。电极反应式要结合电解质溶液的酸碱性进行，酸性环境不存在大量OH-，碱性环境不能大量存在H+；与原电池负极连接的电极为阴极，阴极发生还原反应；与原电池正极连接的电极为阳极，阳极发生氧化反应。若是电镀，则镀件为阴极，与原电池的负极连接；镀层金属为阳极，与原电池的正极连接，含有镀层金属阳离子的溶液为电镀液；若是金属精炼；则不纯的金属作阳极，纯净的金属为阴极，含有精炼金属阳离子的溶液为电解质溶液。提纯的金属及活动性大于该金属的杂质金属失去电子，变为阳离子进入电解质溶液，而活动性比精炼金属弱的金属以单质的形式沉积在阳极底部，俗称阳极泥。若以惰性电极电解，符合溶液中阳离子、阴离子的放电顺序，电解质溶液的浓度会降低。在整个闭合回路中电子转移数目相等。