Question

6．某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動．
（1）圖1為某實驗小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：（用離子方程式表示）Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺ 設(shè)計的原電池裝置，一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12g，導(dǎo)線中通過電子的數(shù)目為0.22N_A．
（2）其它條件不變，若將CuCl₂溶液換為NH₄Cl溶液，石墨電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，這是由于NH₄Cl溶液顯酸性（填“酸性”、“堿性”或“中性”），用離子方程式表示溶液顯此性的原因NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，用吸管吸出鐵片附近溶液少許至于試管中，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，顏色褪去，同學們對此做了多種假設(shè)，某同學的假設(shè)是：溶液中的+3價鐵被氧化為更高的價態(tài)．如果+3價鐵被氧化為FeO₄^2-，試寫出該反應(yīng)的離子方程式2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺．
（3）如圖2其它條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，如圖所示，一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是溶液變紅，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；乙裝置中石墨（1）為陰 極（填“正”、“負”、“陰”、“陽”），乙裝置中與銅線相連石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，產(chǎn)物常用濕潤淀粉碘化鉀試紙檢驗，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)自發(fā)氧化還原反應(yīng)知識來書寫，并根據(jù)兩極反應(yīng)結(jié)合兩極質(zhì)量變化進行計算；
（2）氯化銨中，銨根離子水解導(dǎo)致溶液顯示酸性，正極生成氫氣；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）設(shè)計的原電池裝置的自發(fā)氧化還原反應(yīng)是：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，設(shè)電子轉(zhuǎn)移量是x，則64×0.5x+56×0.5x=12，解得x=0.2，
故答案為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；0.2N_A；
（2）氯化銨中，銨根離子水解導(dǎo)致溶液顯示酸性，實質(zhì)是：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，正極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，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價鐵被氧化為FeO₄^2-，發(fā)生2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；酸性；NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺；
（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，鐵為負極，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，乙為電解池裝置，陽極發(fā)生2Cl^--2e^-═Cl₂↑，生成的氯氣可用濕潤淀粉碘化鉀試紙檢驗，試紙變藍，發(fā)生反應(yīng)的方程式為：Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂，
故答案為：溶液變紅； O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；陰；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；濕潤淀粉碘化鉀試紙；Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂．

點評 本題綜合考查原電池和電解池知識，側(cè)重于電化學知識的綜合運用的考查，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．