Question

【題目】某反應中反應物與生成物FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu；

（1）將上述反應設(shè)計成的原電池如圖甲所示請回答下列問題：

①圖中X溶液是__；

②Cu電極上發(fā)生的電極反應式為__；

③原電池工作時，鹽橋中的__填“K+”或“Cl-”）不斷進入X溶液中。

（2）將上述反應設(shè)計成電解池如圖乙所示乙燒杯中金屬陽離子的物質(zhì)的量與電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖丙，請回答下列問題：

①M是電源的__極；

②圖丙中的②線是__的變化；

③當電子轉(zhuǎn)移為0.2mol時向乙燒杯中加入__L5mol/LNaOH溶液才能使所有的金屬陽離子沉淀完全。

Answer 1

【答案】FeCl2、FeCl3 Cu-2e-=Cu2+ K+ 負 Fe2+ 0.28

【解析】

據(jù)反應物和生成物可以確定該反應為氧化還原反應，由于氧化性：Fe3+＞Cu2+，則該反應為2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，

(1)將該反應設(shè)計成原電池，Cu作負極，石墨作正極；

(2)①將該反應2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2設(shè)計成電解池，Cu作陽極，石墨為陰極；
②根據(jù)金屬陽離子的物質(zhì)的量的變化確定曲線對應的離子；
③結(jié)合圖像，確定當電子轉(zhuǎn)移為0.2mol時，溶液中Fe3+、Fe2+、Cu2+的物質(zhì)的量，進而計算需要NaOH溶液的體積。

(1)據(jù)反應物和生成物可以確定該反應為氧化還原反應，由于氧化性：Fe3+＞Cu2+，則該反應為2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，將該反應設(shè)計成原電池，Cu作負極，石墨作正極。

①該反應為2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，則X溶液一定有FeCl3，結(jié)合第(2)問②分析，曲線②為Fe2+，且反應開始時其物質(zhì)的量為0.1mol，則X為FeCl2、FeCl3，故答案為：FeCl2、FeCl3；

②Cu作負極，發(fā)生失電子的氧化反應：Cu-2e-=Cu2+，故答案為：Cu-2e-=Cu2+；
③Cu作負極，石墨作正極，鹽橋中陽離子向正極移動，則K+不斷移向正極即進入X溶液中，故答案為：K+；

(2)①將該反應2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2設(shè)計成電解池，則Cu作陽極，失電子被氧化生成Cu2+，石墨為陰極，Fe3+得電子生成Fe2+，被還原，所以M為負極，N為正極，故答案為：負；

②該反應為2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，在電解過程中，Fe3+逐漸減少，則①表示的為Fe3+，Fe2+、Cu2+逐漸增多，根據(jù)變化量的比例關(guān)系2Fe3+~2Fe2+~Cu2+可知，②為Fe2+，③為Cu2+，故答案為：Fe2+；

③當電子轉(zhuǎn)移為0.2mol時，溶液中有Fe3+為0.2mol，Fe2+為0.3mol，Cu2+為0.1mol，所以需要加入NaOH溶液物質(zhì)的量為0.2×3+0.3×2+0.1×2=1.4mol，所以NaOH溶液的體積為，故答案為：0.28。