Question

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：（用離子方程式表示）

Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu

設計的原電池裝置，一段時間后，兩電極質量相差12g，導線中通過

0.2

mol電子．
（2）其它條件不變，若將CuCl₂溶液換為NH₄Cl溶液，石墨電極反應式為

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，某同學的假設是：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-，試寫出該反應的離子方程式

2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-

．
（3）如圖2其它條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成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)生的反應式為

2Cl^--2e^-═Cl₂↑

，產(chǎn)物常用

濕潤淀粉碘化鉀試紙

檢驗，反應的離子方程式為

Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂

．

Answer 1

分析：（1）圖1為原電池反應，F(xiàn)e為負極，發(fā)生：Fe-2e^-=Fe^2-，石墨為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）若將CuCl₂溶液換為NH₄Cl溶液，溶液呈酸性，負極發(fā)生2H⁺+2e^-═H₂↑，負極發(fā)生Fe-2e^-=Fe^2-，加入氯水發(fā)生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成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，F(xiàn)e為負極，發(fā)生：Fe-2e^-=Fe^2-，石墨為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，總反應式為Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，一段時間后，兩電極質量相差12g，
則Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu   兩極質量差△m    轉移電子
  56g         64g    56g+64g=120g       2mol
                     12g                 n
n=0.2mol，
故答案為：Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu；0.2；
（2）若將CuCl₂溶液換為NH₄Cl溶液，溶液呈酸性，發(fā)生：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，負極發(fā)生2H⁺+2e^-═H₂↑，負極發(fā)生Fe-2e^-=Fe^2-，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^-，
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑；酸；NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-；
（3）若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成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，則乙裝置銅為陽極，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，注意電極反應方程式的書寫，為解答該題的關鍵．