Question

8．某实验小组的同学对电化学原理进行了一系列探究活动．
（1）如图1为某实验小组依据氧化还原反应：Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu（用离子方程式表示）设计的原电池装置，反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差18g，则导线中通过0.3mol电子．

（2）用胶头滴管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红；继续滴加过量新制饱和氯水，红色褪去，假设之一是“溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态”．如果+3价铁被氧化为QUOTE，试写出该反应的离子方程式2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺．
（3）如图2其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示，石墨为阴（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）极．在甲装置中滴加几滴酚酞试液，振荡均匀，一段时间后，在甲装置中观察到铜（填“铁”或“铜”）电极附近溶液先变红，该电极的反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）图1为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe-2e^-=Fe²⁺，石墨为正极，发生Cu²⁺+2e^-=Cu；根据溶解的铁、析出的铜与电子的关系计算；
（2）用吸管吸出铁片附近溶液即Fe²⁺的溶液，加入氯水发生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲装置为铁的吸氧腐蚀，乙为电解池装置．

解答 解：（1）图1为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe-2e^-=Fe^2-，石墨为正极，发生Cu²⁺+2e^-=Cu，总反应式为Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，一段时间后，两电极质量相差18g，
则Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu 两极质量差△m 转移电子
56g            64g 56g+64g=120g 2mol
                       18g       n
n=0.3mol，
故答案为：Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu；0.3；
（2）用吸管吸出铁片附近溶液即Fe²⁺的溶液，加入氯水发生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，如果+3价铁被氧化为FeO₄^2-，
发生2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺，
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺；
（4）若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲装置为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，正极发生 O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，呈碱性，滴加酚酞，溶液变红，则乙装置与铜相连的石墨为阳极，与铁相连的石墨为阴极，
故答案为：阴，铜，O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

点评 本题综合考查原电池和电解池知识，侧重于电化学知识的综合运用的考查，题目难度中等，注意电极反应方程式的书写，为解答该题的关键．