Question

【題目】Ⅰ某興趣小組的同學(xué)用下圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題甲、乙、丙三池中溶質(zhì)足量,當(dāng)閉合該裝置的開關(guān)K時(shí),觀察到電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)回答下列問題：

(1)甲、乙、丙三池中為原電池的是______ (填“甲池”、“乙池”或“丙池”)。

(2)寫出甲池中A電極的電極反應(yīng)式____________。

(3)丙池中F電極為______ (填“正極”、“負(fù)極”、“陰極”或“陽極”),該池的總反應(yīng)化學(xué)方程式為_________。

(4)當(dāng)乙池中C電極質(zhì)量減輕時(shí),甲池中B電極理論上消耗的體積為____mL(標(biāo)況)。

(5)一段時(shí)間后,斷開開關(guān)K。下列物質(zhì)能使丙池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度的是____ (填選項(xiàng)字母)。

A.Cu

Ⅱ控制適合的條件,將反應(yīng),設(shè)計(jì)成如上圖所示裝置。請(qǐng)回答下列問題：

(6)反應(yīng)開始時(shí),乙中石墨電極上發(fā)生___(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),電極反應(yīng)式為_______。鹽橋中的__ (填“陽”或“陰”)離子向甲溶液方向移動(dòng)。

(7)電流計(jì)讀數(shù)為0時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)在甲中加入固體,則甲中的石墨作______填“正”或“負(fù)”極,該電極的電極反應(yīng)式為_______________。

(Ⅲ)高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為：。

(8)放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為______, 充電時(shí)陽極反應(yīng)為_______,放電時(shí)正極附近溶液的堿性___選填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”。

Answer 1

【答案】甲池 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 陰極 2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑ 560 BC 氧化 2I--2e-=I2 陽 負(fù) Fe2+-e-=Fe3+ Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2 Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O 增強(qiáng)

【解析】

Ⅰ. 由圖可知甲圖為原電池是一甲醇燃料電池，通甲醇的A為負(fù)極、B為正極，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，則A電極反應(yīng)方程式為：2CH3OH+16OH--12e-═CO32-+12H2O，B電極反應(yīng)式為：3O2+12e-+6H2O=12OH-；乙池為電解池，C為陽極電極反應(yīng)為：Ag-e-=Ag+，D做陰極，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu；丙池為電解池，E為陽極，電極反應(yīng)為：4OH--4e-=O2↑+2H2O，F電極為陰極，電極反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu，故總反應(yīng)方程式為：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，一段時(shí)間后，斷開電鍵K，要使丙池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度需加入CuO或者CuCO3，據(jù)此分析解答。

Ⅱ. (6) 反應(yīng)開始時(shí)，乙中碘離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2I--2e-=I2，Fe3+被還原成Fe2+，則發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe3++e-=Fe2+；鹽橋中的陽離子向正極區(qū)移動(dòng)；

(7) 反應(yīng)達(dá)到平衡后，向甲中加入適量FeCl2固體，Fe2+濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，則Fe2+失去電子生成Fe3+；

Ⅲ. (8) 放電時(shí)，Zn被氧化生成Zn(OH)2；充電過程為電解池，Fe(OH)3失去電子生成K2FeO4；放電時(shí)正極附近產(chǎn)生氫氧根離子。

Ⅰ.(1) 由圖可知甲池為原電池；

(2) 由圖可知甲圖為原電池是一甲醇燃料電池，通甲醇的A為負(fù)極，電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；

(3)丙池中F電極與燃料電池的負(fù)極相連，則F電極為電解池的陰極，該池的總反應(yīng)化學(xué)方程式為2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑。

(4) 乙池為電解池，C為陽極電極反應(yīng)為：Ag-e-=Ag+，D做陰極，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，乙池中C極質(zhì)量減輕10.8g，則其物質(zhì)的量n(Ag)==0.1mol，則轉(zhuǎn)移電子為0.1mol，故甲池消耗O2為0.1 mol×=0.025mol，所以體積為0.025 mol×22.4L/mol=0.56L=560mL；

(5) 一段時(shí)間后，斷開電鍵K，要使丙池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度，根據(jù)2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑可知，需加入CuO或者CuCO3，CuO與硫酸生成硫酸銅和水，CuCO3與硫酸生成硫酸銅、二氧化碳和水，故答案為BC；

Ⅱ.(6) 反應(yīng)開始時(shí)，乙中碘離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極區(qū)，電極反應(yīng)式為：2I--2e-=I2；鹽橋中的陽離子向正極區(qū)移動(dòng)，即向甲溶液方向移動(dòng)；

(7) 反應(yīng)達(dá)到平衡后，向甲中加入適量FeCl2固體，Fe2+濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，則Fe2+失去電子生成Fe3+，甲池中的石墨作負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為Fe2+-e-=Fe3+；

Ⅲ. (8) 放電時(shí)，Zn被氧化生成Zn(OH)2，是負(fù)極，則負(fù)極反應(yīng)式為：Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2；充電過程為電解池，充電時(shí)陽極上Fe(OH)3失去電子生成K2FeO4，電極反應(yīng)式為：Fe(OH)/span>3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O；放電時(shí)正極附近產(chǎn)生氫氧根離子，溶液的堿性增強(qiáng)。