题目内容
如图一所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极．按要求回答下列问题：（1）打开K2，闭合K1，B为
（2）打开K1，闭合K2，E为
（3）若往U型管中滴加酚酞，进行（1）、（2）操作时，
（4）若电源选用燃料电池，结构如图二，以熔融碳酸盐为电解质（能够传导CO32-），电池工作时电解质组成保持稳定，请写出正极反应的方程式
考点：原电池和电解池的工作原理
专题：电化学专题
分析：（1）当打开K2，闭合K1时，铁片、石墨和NaCl溶液构成原电池，负极为铁，石墨作正极，发生吸氧腐蚀；
（2）当打开K1，闭合K2时，铁片、石墨和NaCl溶液构成电解池，说明作阳极，铁作阴极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气；
（3）进行（1）时，正极附近生成氢氧根离子，进行（2）时，阴极附近生成氢氧根离子，酚酞试液遇碱变红色；
（4）甲烷燃料电池中，甲烷被负极反应，被氧化，负极反应为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正极上氧气得电子被还原，正极反应为2CO2+O2+4e-=2CO32-，结合电极方程式计算．
（2）当打开K1，闭合K2时，铁片、石墨和NaCl溶液构成电解池，说明作阳极，铁作阴极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气；
（3）进行（1）时，正极附近生成氢氧根离子，进行（2）时，阴极附近生成氢氧根离子，酚酞试液遇碱变红色；
（4）甲烷燃料电池中，甲烷被负极反应，被氧化，负极反应为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正极上氧气得电子被还原，正极反应为2CO2+O2+4e-=2CO32-，结合电极方程式计算．
解答：
解：（1）当打开K2，闭合K1时，铁片、石墨和NaCl溶液构成原电池，负极为铁，电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，正极为石墨，正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O═4OH-，由于Fe2++2OH-═Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3，所以可观察到的现象是：溶液中产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色，
故答案为：负；O2+4e-+2H2O═4OH-；溶液中产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色；
（2）当打开K1，闭合K2时，铁片、石墨和NaCl溶液构成电解池，阴极为铁，电极反应式为：2H++2e-═H2↑，阳极为石墨，电极反应式为：2Cl--2e-═Cl2↑，检验Cl2的方法是：用湿润的淀粉-KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气，
故答案为：阴；用湿润的淀粉-KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气；
（3）由于A极O2得到电子产生OH-，E极上水放电产生H2和OH-，均导致电极区域呈碱性，所以A、E电极周围遇酚酞变红，
故答案为：AE；
（4）甲烷燃料电池中，甲烷在负极反应，被氧化，负极反应为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正极上氧气得电子被还原，正极反应为2CO2+O2+4e-=2CO32-，若在标况下消耗11.2L的甲烷，即0.5mol，则转移电子4mol，由2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑可知，理论上生成氢气2mol，但燃料电池能量转化率为75%，则生成氢气的物质的量为2×75%=1.5mol，
故答案为：2CO2+O2+4e-=2CO32-；1.5．
故答案为：负；O2+4e-+2H2O═4OH-；溶液中产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色；
（2）当打开K1，闭合K2时，铁片、石墨和NaCl溶液构成电解池，阴极为铁，电极反应式为：2H++2e-═H2↑，阳极为石墨，电极反应式为：2Cl--2e-═Cl2↑，检验Cl2的方法是：用湿润的淀粉-KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气，
故答案为：阴；用湿润的淀粉-KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气；
（3）由于A极O2得到电子产生OH-，E极上水放电产生H2和OH-，均导致电极区域呈碱性，所以A、E电极周围遇酚酞变红，
故答案为：AE；
（4）甲烷燃料电池中，甲烷在负极反应，被氧化，负极反应为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正极上氧气得电子被还原，正极反应为2CO2+O2+4e-=2CO32-，若在标况下消耗11.2L的甲烷，即0.5mol，则转移电子4mol，由2NaCl+2H2O
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故答案为：2CO2+O2+4e-=2CO32-；1.5．
点评：本题考查了原电池和电解池原理，正确判断原电池和电解池是解本题关键，难点是电极反应式的书写，知道氯气的检验方法，难度中等．
练习册系列答案
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如图装置中甲烧杯盛放100mL 0.2mol?L-1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100mL 0.5mol?L-1L的CuCl2溶液．a、b、c、d电极均为石墨，反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液，观察到b电极附近首先变红．甲基环己烷（
）的一氯代物有（ ）
）的一氯代物有（ ）| A、3种 | B、4种 | C、5种 | D、6种 |
下列关于反应能量的说法正确的是（ ）
| A、Zn（s）+CuSO4（aq）=ZnSO4（aq）+Cu（s）；△H=-216 kJ?mol-1，E反应物＜E生成物 | ||||
| B、CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）；△H=+178.5 kJ?mol-1，E反应物＜E生成物 | ||||
C、HI（g）=
| ||||
| D、H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）△H=-57.2 kJ?mol-1，含1 mol NaOH水溶液与含0.5 mol的浓硫酸混合后放热57.2 kJ |