题目内容

1．I．如图为相互串联的三个装置，试回答：

（1）若利用乙池在铁片上镀银，则B是铁片（填电极材料），电极反应式是Ag++e-=Ag；应选用的电解质溶液是AgNO3溶液．
（2）若利用乙池进行粗铜的电解精炼，则A极（填“A”或“B”）是粗铜，若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为Au、Ag以单质的形式沉积在c（阳极）下方，Fe以Fe2+的形式进入电解液中．
（3）丙池滴入少量酚酞试液，电解一段时间Fe（填“C”或“Fe”）极附近呈红色．
（4）写出甲池负极的电极反应式：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O．若甲池消耗3.2gCH3OH气体，则丙池中阳极上放出的气体物质的量为0.3mol．
II．（5）请利用反应Fe+2Fe3+=3Fe2+设计原电池．
设计要求：①该装置尽可能提高化学能转化为电能的效率；
②材料及电解质溶液自选，在图中做必要标注；
③画出电子的转移方向．

分析 （1）在铁片上镀银，金属铁是阴极，金属银是阳极材料，选择硝酸银为电解质溶液；
（2）粗铜的电解精炼使用金属铜为阴极，粗铜作阳极，活泼的金属在阳极上失电子得到金属阳离子，不参与放电的形成阳极泥；
（3）电解饱和氯化钠，在阴极上产生氢气，该极区域显示碱性，在阳极上产生氯气，据此回答；
（4）燃料电池的负极上是燃料失电子的氧化反应，根据电极反应式结合电子守恒进行计算即可；
（5）根据方程式，失电子的物质作负极；根据得失电子判断反应类型；电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质；电子负极移向正极．

解答 解：（1）在铁片上镀银，金属铁是阴极材料，金属银是阳极材料，选择硝酸银为电解质溶液，在甲池中，通氧气的电极是正极，所以乙池中A是阳极，B是阴极，B电极上发生反应：Ag++e-=Ag，故答案为：铁片；Ag++e-=Ag；AgNO3溶液；
（2）乙池中A是阳极，B是阴极，利用乙池进行粗铜的电解精炼，金属铜为阴极，粗铜作阳极，活泼的金属在阳极上失电子得到金属阳离子，Fe以Fe2+的形式进入电解液中，不参与放电的Au、Ag形成阳极泥，故答案为：A；Au、Ag以单质的形式沉积在c（阳极）下方，Fe以Fe2+的形式进入电解液中；
（3），在甲池中，通氧气的电极是正极，通燃料的是负极，所以丙中，Fe是阴极，石墨是阳极，电解饱和氯化钠，在阴极上产生氢气，该极区域显示碱性，遇到酚酞显示红色，即电解一段时间Fe极附近呈红色，故答案为：Fe；
（4）燃料电池的负极上是燃料失电子的氧化反应：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；若甲池消耗3.2g即0.1molCH3OH气体，则转移电子是0.6mol，
丙池中阳极上放出的氯气，根据2Cl--2e-=Cl2↑，转移0.6mol电子，产生氯气物质的量为0.3mol，故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；0.3mol；
（5）原电池中失电子的物质作负极，根据方程式知，铁作负极，比铁活泼性小的金属或导电的非金属作正极；铁失电子，发生氧化反应；正极上得电子，发生还原反应，根据方程式知，Fe3+得电子，生成Fe2+，电极反应式为：2Fe3++2e-=2Fe2+，电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质，所以电解质是可溶性的铁盐，可用氯化铁作电解质，装置如下：，电子从负极流向正极，如图中箭头所示，故答案为：．

点评 本题是一道关于电解池和原电池工作原理的综合应用题，注意电极反应式的书写以及电子守恒的计算是关键，难度中等．

练习册系列答案
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②在T1温度下，0～2s内的平均反应速率v（N2）=0.05mol/（L•s）．
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率．若增大催化剂的表面积，则CO转化率不变（填“增大”，“减少”或“不变”）
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是bd（填字母）．
  
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写出CH4催化还原N2O4（g）生成N2和H2O（g）的热化学方程式CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=-810.1kJ/mol．
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