Question

8．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)．
（1）如圖1為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu（用離子方程式表示）設(shè)計(jì)的原電池裝置，反應(yīng)前，兩電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差18g，則導(dǎo)線中通過0.3mol電子．

（2）用膠頭滴管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅；繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，紅色褪去，假設(shè)之一是“溶液中的+3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)”．如果+3價(jià)鐵被氧化為QUOTE，試寫出該反應(yīng)的離子方程式2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺．
（3）如圖2其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，如圖所示，石墨為陰（填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”）極．在甲裝置中滴加幾滴酚酞試液，振蕩均勻，一段時(shí)間后，在甲裝置中觀察到銅（填“鐵”或“銅”）電極附近溶液先變紅，該電極的反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）圖1為原電池反應(yīng)，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生：Fe-2e^-=Fe²⁺，石墨為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu；根據(jù)溶解的鐵、析出的銅與電子的關(guān)系計(jì)算；
（2）用吸管吸出鐵片附近溶液即Fe²⁺的溶液，加入氯水發(fā)生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，甲裝置為鐵的吸氧腐蝕，乙為電解池裝置．

解答 解：（1）圖1為原電池反應(yīng)，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生：Fe-2e^-=Fe^2-，石墨為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，總反應(yīng)式為Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差18g，
則Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu 兩極質(zhì)量差△m 轉(zhuǎn)移電子
56g            64g 56g+64g=120g 2mol
                       18g       n
n=0.3mol，
故答案為：Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu；0.3；
（2）用吸管吸出鐵片附近溶液即Fe²⁺的溶液，加入氯水發(fā)生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，如果+3價(jià)鐵被氧化為FeO₄^2-，
發(fā)生2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺；
（4）若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，甲裝置為鐵的吸氧腐蝕，鐵為負(fù)極，銅為正極，正極發(fā)生 O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，呈堿性，滴加酚酞，溶液變紅，則乙裝置與銅相連的石墨為陽極，與鐵相連的石墨為陰極，
故答案為：陰，銅，O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

點(diǎn)評 本題綜合考查原電池和電解池知識，側(cè)重于電化學(xué)知識的綜合運(yùn)用的考查，題目難度中等，注意電極反應(yīng)方程式的書寫，為解答該題的關(guān)鍵．