Question

18．原電池與電解池在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用．如右圖裝置，a為CuCl₂溶液，X為Fe棒，Y為碳棒，回答以下問題：

（1）若斷開K₁，閉合K₂，則：
①該裝置為原電池；
②X電極上的電極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺；
③電解液中的陽離子向Y極移動(dòng)（填X或Y）
（2）若若斷開K₂，閉合K₁，則
①該裝置的總反應(yīng)為CuCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu+Cl₂↑；
②若線路中通過3.01ⅹ10²²的電子，則X極上析出物的質(zhì)量為1.6g；
③檢驗(yàn)Y電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是用濕潤的淀粉碘化鉀試紙置于支管口處，試紙變藍(lán)說明有氯氣生成．

Answer 1

分析 （1）若斷開K₁，閉合K₂，則形成了原電池，鐵（X）為負(fù)極，碳棒（Y）為正極，負(fù)極鐵失去電子生成亞鐵離子：Fe-2e^-=Fe²⁺；電流從正極流向負(fù)極，外電路中，溶液中恰好相反，正電荷移動(dòng)方向與電流方向一致，據(jù)此進(jìn)行解答；
（2）若斷開K₂，閉合K₁，則構(gòu)成了電解質(zhì)，電解硫酸銅溶液：CuCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu+Cl₂↑，Y（碳棒）為陽極，X（鐵）為陰極，陽極氯離子失去電子生成氯氣，陰極銅離子得到電子生成銅單質(zhì)，根據(jù)電子守恒計(jì)算出生成銅的質(zhì)量；Y極生成的是氯氣，根據(jù)檢驗(yàn)氯氣的常用方法解答．

解答 解：（1）①若斷開K₁，閉合K₂，則形成了原電池，鐵為負(fù)極，碳棒為正極，
故答案為：原電池；   
②負(fù)極鐵失去電子生成亞鐵離子，電極反應(yīng)式為：Fe-2e^-=Fe²⁺，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
③X為負(fù)極、Y為正極，外電路中電流從Y流向X，溶液中電流從X流向Y，則正電荷流向Y，
故答案為：Y；
（2）①若斷開K₂，閉合K₁，則構(gòu)成了電解質(zhì)，電解硫酸銅溶液：CuCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu+Cl₂↑，Y（碳棒）為陽極，X（鐵）為陰極，陽極氯離子失去電子生成氯氣，陰極銅離子得到電子生成銅單質(zhì)，
故答案為：CuCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu+Cl₂↑；
②若線路中通過3.01ⅹ10²²的電子，電子的物質(zhì)的量為：$\frac{3.01×1{0}^{22}}{6.02×1{0}^{23}mol}$=0.05mol，X極上析出銅，根據(jù)電子守恒，則X極上析出銅的質(zhì)量為：64g/mol×$\frac{0.05mol}{2}$=1.6g，
故答案為：1.6g；
③Y為陽極，氯離子失去電子生成氯氣，檢驗(yàn)氯氣的方法為：用濕潤的淀粉碘化鉀試紙置于支管口處，試紙變藍(lán)說明有氯氣生成，
故答案為：用濕潤的淀粉碘化鉀試紙置于支管口處，試紙變藍(lán)說明有氯氣生成．

點(diǎn)評 本題考查了原電池原理、電解原理及其應(yīng)用，題目難度中等，注意掌握原電池、電解池工作原理，明確常見氣體的檢驗(yàn)方法及電子守恒在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法．