题目内容
【题目】某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。
(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应:(用离子方程式表示) , 设计的原电池装置,反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,导线中通过mol电子。
(2)用吸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 , 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,颜色褪去,同学们对此做了多种假设,某同学的假设是:“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FeO ,试写出该反应的离子方程式。
(3)如图其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型,如图所示。一段时间后,在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液,现象是溶液变红,电极反应为;乙装置中石墨(1)为极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”),乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为。
(4)观察如图所示的两个装置,图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡,图2装置中铜电极上无气体产生,而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为、。
【答案】
(1)Fe+Cu2+=Fe2++Cu,0.2
(2)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-, 2Fe3++3Cl2+8H2O=2FeO42-+6Cl-+16H+
(3)O2+2H2O+4e-=4OH-,阴,2Cl--2e-=Cl2↑
(4)金属铬的活动性比铜的强且能和稀硫酸反应生成H2,金属铬易被稀硝酸钝化
【解析】(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,总反应式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu;一段时间后,两电极质量相差12g,则
Fe+Cu2+═Fe2++ | Cu | 两极质量差△m | 转移电子 |
56g+64g=120g | 2mol | ||
12g | n |
解得:n=0.2mol;
(2)用吸管吸出铁片附近溶液,Fe为负极,发生:Fe-2e-=Fe2+,向其中滴加少量新制饱和氯水,氯气将Fe2+氧化, 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ,如果+3价铁被氧化为FeO42-,其反应的离子方程式为:2Fe3++3Cl2+8H2O=2FeO42-+6Cl-+16H+;
(3)如图其他条件不变,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,则乙装置与铁相连的石墨为阴极;与铜相连的石墨为阳极,发生的反应为:2Cl--2e-=Cl2↑。
(4)由图1可知还原性Cr>Cu,金属铬的活动性比铜的强且能和稀硫酸反应生成H2,但在稀硝酸中却出现了反常,结合稀硝酸的氧化性,不难推测铬被稀硝酸钝化,导致活性降低,故答案为:金属铬的活动性比铜的强且能和稀硫酸反应生成H2 金属铬易被稀硝酸钝化。
(1)根据自发氧化还原反应知识来书写,并根据两极反应结合两极质量变化进行计算;
(2)根据亚铁离子被氯气氧化书写离子方程式,根据铁离子被氧化为高铁酸根离子书写离子方程式;
(3)根据电解池、原电池的工作原理进行回答;
(4)根据金属性强弱进行分析.