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【题目】完成下列填空:

(1)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,过一会又变为棕黄色,溶液先变为浅绿色的原因是_________________(用文字表达),又变为棕黄色的离子方程式是_____________________

(2)近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下:

Pt(a)电极是电池的________极,电极反应式为________________________;Pt(b)电极发生________反应(填“氧化”或“还原”),电极反应式为_________________________

(3)已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题。

①A是铅蓄电池的________极,铅蓄电池正极反应式为_____________________

②Ag电极的电极反应式是__________________________

③Cu电极的电极反应式是________________________________

CuSO4溶液的浓度________(填“减小”“增大”或“不变”)。

【答案】Fe3+被还原为Fe2+ 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+还原3O2+12H+12e=6H2OPbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O2H+2e=H2↑Cu-2e=Cu2不变

【解析】

(1)Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,原因是Fe3+SO32-发生氧化还原反应生成Fe2+SO42-,反应的离子方程式为2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+,反应后溶液呈酸性,则在酸性条件下NO3-Fe2+反应生成Fe3+,过一会又变为棕黄色,反应的离子方程式为:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O,故答案为:Fe3+被还原为Fe2+;3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O;

(2)甲醇燃料电池的负极上是燃料失电子的氧化反应:2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+,Pt(b)电极为正极,发生还原反应,电极反应式为:3O2+12H++12e-═6H2O,故答案为:负;2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+;还原;3O2+12H++12e-═6H2O;

(3)①当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g,说明铁作阳极,银作阴极,阴极连接原电池负极,所以A是负极,B是正极,正极上二氧化铅得电子发生还原反应,电极反应式为PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O,故答案为:负;PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O;

②银作阴极,发生还原反应,溶液中的氢离子在银上得到电子生成氢气,电极反应式为2H+2e=H2,故答案为:2H+2e=H2↑;

Cu为阳极,发生氧化反应,铜为活性电极,电极反应式为Cu-2e=Cu2该装置是电镀池,电解质溶液中铜离子浓度不变,故答案为:Cu-2e=Cu2不变。

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