Question

某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。

(1）如图为某实验小组依据氧化还原反应_______________(用离子方程式表示）设计的原电池装置,反应前，电极质量相等，一段时间后,两电极质量相差 12 g，导线中通过__________mol 电子。

(2）其他条件不变，若将 CuCl₂溶液换为 NH₄Cl 溶液,石墨电极发生的电极反应为___________，这是由于 NH₄Cl 溶液显_______________(填“酸性”、“碱性” 或“中性”）。用吸管吸出铁片附近的溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，然后滴加几滴 KSCN 溶液,溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水,溶液颜色褪去,同学们对此做了多种假设，某同学的假设：“溶液中的+3 价铁被氧化为更高价态。” 如果+3 价铁被氧化为 FeO₄^2-，写出发生反应的离子方程式___________________。

(3）其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨连成的形装置如图所示，一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶液,现象是____________，电极反应为__________；乙装置中石墨(Ⅰ）为__________(填“正”、 “ 负” 、 “ 阴”或“阳”）极。

Answer

(1）Fe+Cu2+=Fe2++Cu（2分）0.2（2分）；

(2）2H++2e-=H2↑（2分）酸性（2分）

2Fe3++3Cl2+8H2O=2FeO42−+6Cl-+16H+（2分）；

(3）溶液变红（2分）O2+2H2O+4e-=4OH-

【解析】

试题分析：：（1）图1为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe-2e－=Fe2＋，石墨为正极，发生Cu2++2e-=Cu，总反应式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu；一段时间后，两电极质量相差12g，则

Fe+Cu2+=Fe2++Cu 两极质量差△m 转移电子

56g 64g 56g+64g=120g 2mol

12g n

则：n=0.2mol。

（2）若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，溶液呈酸性，发生：NH4++H2ONH3•H2O+H+，负极发生2H++2e-═H2↑，负极发生反应：Fe-2e－=Fe2＋，加入氯水发生反应：2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-；如果+3价铁被氧化为FeO42-，发生反应为：2Fe3++3Cl2+8H2O=2FeO42−+6Cl-+16H+；

（3）若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲装置为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，正极发生 O2+2H2O+4e- =4OH-，呈碱性，滴加酚酞，溶液变红，则乙装置铜为阳极，石墨为阴极，乙为电解池装置，阳极发生2Cl--2e-═Cl2↑。

【考点定位】本题综合考查原电池和电解池知识，

【名师点晴】该题侧重于电化学知识的综合运用的考查，明确原电池和电解池的工作原理、注意明确电极反应方程式的书写方法，为解答该题的关键。难点是电极反应式的书写，解答时注意分析正负极、阴阳极的判断方法以及溶液酸碱性、是否存在交换膜以及是否是熔融电解质等。