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1为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过_________mol电子。

(2)其它条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图2所示。甲装置铜丝电极反应为_________；乙装置中与铜线相连石墨电极上发生的反应式为_________。

(3)电化学降解的原理如图3所示，电源正极为_________(填“a”或“b”)；若总反应为4+4H⁺5O₂↑+2N₂↑+2H₂O，则阴极反应为_________。

Answer

0.2mol O2+2H2O+4e﹣＝4OH﹣ 2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑ a 2+12H++10e﹣=N2↑+6H2O

【解析】

(1)根据Fe+Cu2+═Fe2++Cu，利用差量法计算；

(2)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﹣，则乙装置与铜相连的石墨为阳极，阳极发生氧化反应：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑；

(3)硝酸根离子得电子生成氮气，则b相连的电极为阴极，条件为酸性，写出电极反应式。

(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，

120g:12g=2mol:n解得n＝0.2mol，故答案为：0.2；

(2)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﹣，则乙装置与铜相连的石墨为阳极，阳极发生氧化反应：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑；故答案为：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣；2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑；

(3)硝酸根离子得电子生成氮气，则b相连的电极为阴极，所以b为负极，a为正极，阴极上的反应为：2+10e﹣+12H+＝6H2O+N2↑；故答案为：a；2+10e﹣+12H+＝6H2O+N2↑。