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的氧化还原反应：(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，石墨电极反应式为：_________，这是由于NH₄Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因_____。

(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示:

一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是_____，电极反应为______________；乙装置中与铜丝相连石墨(2)电极上发生的反应式为_______________________。

Answer

Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu 0.2 2H＋＋2e－=H2↑ 酸性 NH4+＋H2ONH3·H2O＋H＋ 溶液变红 O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 2Cl－－2e－=Cl2↑

【解析】

(1)由装置图可知，该装置为双液原电池，其中Fe作负极，失去电子，发生氧化反应，电解质溶液中Cu2+得到电子，发生还原反应，由此可书写离子方程式；一段时间后，两电极质量相差12 g，根据差量法进行计算；

(2) 将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，溶液呈酸性，石墨电极为正极，正极上H+得到电子生成H2；

(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，乙装置为电解池。

(1)由装置图可知，该装置为双液原电池，其中Fe作负极，失去电子，发生氧化反应，电解质溶液中Cu2+得到电子，发生还原反应，离子方程式为：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu；一段时间后，两电极质量相差12 g，根据差量法可设电子转移了xmol，那么有：

=，解得x=0.2mol，即一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过0.2mol电子；

(2) 将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，由于NH4+水解而使溶液显酸性，水解反应的离子方程式为：NH4+＋H2ONH3·H2O＋H＋；石墨作正极，电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑；

(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，其中铁作负极，铜作正极，正极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，溶液中c(OH-)增大，碱性增强，滴加酚酞后，溶液变为红色；乙装置中，与铜相连的石墨(2)为阳极，与铁相连的石墨(1)为阴极，其中与铜丝相连石墨(2)电极上发生的反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑。

原电池

电解池

定义

将化学能转变成电能的装置

将电能转变成化学能的装置

形成条件

①活泼性不同的两电极(连接)

②电解质溶液(电极插入其中并与电解质溶液或其中溶解的其他物质自发反应)

③形成闭合回路

④自发的氧化还原反应

①两电极分别接直流电源的正、负极

②两电极插入电解质溶液

③形成闭合回路

电极名称

负极：较活泼金属

正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)

阳极：与电源正极相连的极

阴极：与电源负极相连的极

电极反应

负极：金属失电子，发生氧化反应

正极：溶液中的阳离子得电子，发生还原反应

阳极：氧化反应、溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子

阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子

电子流向

负极正极

电源负极阴极

电源正极阳极