Question

（Ⅰ）某兴趣小组的同学用如图Ⅰ所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的开关K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：

（1）甲、乙、丙三池中为原电池的是___(填“甲池”、“乙池”或“丙池”)。

（2）写出甲池中A电极的电极反应式___。

（3）丙池中F电极为__(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，该池的总反应化学方程式为___。

（4）当乙池中C电极质量减轻10.8g时，甲池中B电极理论上消耗O₂的体积为___mL(标况)。

（5）一段时间后，断开开关K。下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是__(填选项字母)。

A.Cu     B.CuO     C.CuCO₃       D.Cu₂(OH)₂CO₃

（Ⅱ）控制适合的条件，将反应2Fe^3＋＋2I^－2Fe^2＋＋I₂，设计成如图Ⅱ所示装置。请回答下列问题：

（6）反应开始时，乙中石墨电极上发生__(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为__。盐桥中的__(填“阳”或“阴”)离子向甲溶液方向移动。

（7）电流计读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl₂固体，则甲中的石墨电极的电极反应式为__。

Answer

甲池 2CH3OH＋16OH−−12e−＝2CO32−＋12H2O 阴极 2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑ 560 BC 氧化 2I－ − 2e－ = I2 阳 Fe2+-e-=2Fe3+

【解析】

⑴根据图像分析，甲池为甲醇燃烧电池。

⑵燃烧电池甲池中A电极为负极。

⑶A为负极，B为正极，连电源负极的为电解池的阴极，丙池是电解硫酸铜溶液，生成铜、氧气和硫酸。

⑷根据得失电子守恒建立关系4Ag — O2，计算消耗氧气的物质的量，再计算甲池中B电极理论上消耗O2的体积。

⑸根据电解方程式，阴极得到铜，阳极得到氧气，将两者反应生成的物质就是加入的复原的物质。

⑹反应开始时，根据2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2分析得出，I－化合价升高，为负极反应，发生氧化反应，Fe3＋化合价降低，为正极反应，发生还原反应；根据原电池“同性相吸”规律，得到盐桥中离子移动方向。

⑺反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，平衡逆向移动，Fe2＋变为Fe3＋，化合价升高，为负极反应，乙中石墨为负极，甲中石墨为正极。

⑴根据图像分析，甲池为甲醇燃烧电池，为原电池，乙、丙为电解池，故答案为：甲池。

⑵燃烧电池甲池中A电极为负极，其电极反应式2CH3OH＋16OH−−12e−＝CO32−＋12H2O；故答案为：2CH3OH＋16OH−−12e−＝2CO32−＋12H2O。

⑶A为负极，B为正极，连电源负极的为电解池的阴极，因此丙池中F电极为阴极，该池是电解硫酸铜溶液，生成铜、氧气和硫酸，其总反应化学方程式为2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑；故答案为：阴极；2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑。

⑷当乙池中C电极质量减轻10.8g（银）即物质的量为0.1mol，根据得失电子守恒建立关系4Ag — O2，消耗氧气的物质的量，因此甲池中B电极理论上消耗O2的体积为；故答案为：560。

⑸电解方程式2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，一段时间后，阴极得到铜，阳极得到氧气，因此加氧化铜可以恢复反应前浓度，故B符合；加铜，缺少氧加入，故A不符合题意；加碳酸铜，与硫酸反应变为硫酸铜，二氧化碳释放出去，能恢复到反应前浓度，故C符合题意，加Cu2(OH)2CO3相等于加了氧化铜、水和二氧化碳，不能恢复到反应前浓度，故D不符合题意；综上所述，答案为BC。

⑹反应开始时，根据2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2分析得出，I－化合价升高，为负极反应，发生氧化反应，Fe3＋化合价降低，为正极反应，发生还原反应，因此乙中石墨电极上发生氧化反应，电极反应式为2I－ -2e－= I2；原电池“同性相吸”规律，得到盐桥中的阳离子向甲溶液方向移动；故答案为：氧化；2I－ − 2e－ = I2；阳。

⑺反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，平衡逆向移动，Fe2＋变为Fe3＋，化合价升高，甲中石墨为负极，发生氧化反应，发生Fe2+-e-=2Fe3+；

故答案为：Fe2+-e-=Fe3+。