题目内容
【题目】手持技术的氧电化学传感器可用于测定O2含量，下图为某种氧电化学传感器的原理示意图。已知在测定O2含量过程中，电解质溶液的质量保持不变。一定时间内，若通过传感器的待测气体为aL(标准状况)，某电极增重了bg。下列说法正确的是
A. Pt上发生氧化反应
B. Pb上发生的电极反应式为Pb-2e-+2OH-=Pb(OH)2
C. 反应过程中转移OH-的物质的量为0.25bmol
D. 待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a
【答案】D
【解析】由图可知O2在Pt电极上发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，所以Pt电极为正极，Pb电极则为负极，发生氧化反应，电极反应式为Pb-2e-+2OH-=PbO+H2O，电池总反应为2Pb+ O2=2PbO。根据以上分析，A选项 Pt上发生还原反应，故A错误；B选项 Pb上发生的电极反应式为Pb-2e-+2OH-=PbO+H2O，B错误；C项反应过程中，负极增加的质量为O的质量，正极消耗氧气
mol,根据O2+2H2O+4e-=4OH-，转移OH-的物质的量为
0.125bmol，故C错误；D. 电极增加的质量为O的质量，待测气体为aL含有的氧气体积为
L/mol=0.7bL，则待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a，D正确；本题答案为D。
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【题目】某小组研究溶液中Fe2+与NO2-、NO3-的反应。
实验I | 试剂 | 现象 | |
滴管 | 试管 | ||
2mL | 1 mol·L-1FeSO4溶液（pH＝4） | 1 mol·L-1 NaNO2溶液（pH＝8） | a．滴入1滴FeSO4溶液，溶液变黄色，继续滴加，溶液变为棕色。2小时后，无明显变化 |
1 mol·L-1NaNO3溶液（加NaOH溶液至pH＝8） | b．持续滴加FeSO4溶液，无明显变化。 | ||
资料：[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。[Fe(NO)]2+
Fe2++NO。
（1）研究现象a中的黄色溶液。
①用______溶液（填试剂名称）检出溶液中含有Fe3+。
②甲认为是O2氧化了溶液中的Fe2+。乙认为O2不是主要原因，理由是________________________。
③进行实验Ⅱ，装置如图。证实了Fe2+被NO2-氧化为Fe3+。装置左侧烧杯中的试剂为：______________，实验过程中右侧电极上产生无色气泡，电极反应式为_____________________，左侧烧杯中的现象为：_____________________。
（2）研究现象a中的棕色溶液。
①综合实验Ⅰ和实验Ⅱ，提出假设：现象a中溶液变为棕色可能是NO与溶液中的Fe2+或Fe3+发生了反应。进行实验Ⅲ，证实溶液呈棕色只是因为Fe2+与NO发生了反应。实验Ⅲ的操作和现象是____________________________________________。
②加热实验Ⅰ中的棕色溶液，有气体逸出，该气体在接近试管口处变为红棕色，溶液中有红褐色沉淀生成。解释产生红褐色沉淀的原因是________________________________________。
（3）研究酸性条件下，溶液中Fe2+与NO2-、NO3-的反应。
序号 | 操作 | 现象 |
ⅰ | 取1 mol·L-1的NaNO2溶液，加醋酸至pH=3，加入1 mol·L-1FeSO4溶液 | 溶液立即变为棕色 |
ⅱ | 取1 mol·L-1的NaNO3溶液，加醋酸至pH=3，加入1 mol·L-1FeSO4溶液 | 无明显变化 |
ⅲ | 分别取0.5 mL 1 mol·L-1的NaNO3溶液与1 mol·L-1的FeSO4溶液，混合，小心加入0.5 mL浓硫酸 | 液体分为两层，稍后，在两层液体界面上出现棕色环 |
①ⅰ中溶液变为棕色的离子方程式是____________________________、Fe2++NO =[Fe(NO)]2+。
②ⅲ中出现棕色的原因是________________________________。
实验结论：本实验条件下，溶液中NO2、NO3的氧化性与溶液的酸碱性等有关。
