题目内容

6．某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动．
（1）图1为某实验小组依据氧化还原反应：（用离子方程式表示）Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ 设计的原电池装置，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过电子的数目为0.22NA．
（2）其它条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为2H++2e-=H2↑，这是由于NH4Cl溶液显酸性（填“酸性”、“碱性”或“中性”），用离子方程式表示溶液显此性的原因NH4++H2O?NH3•H2O+H+，用吸管吸出铁片附近溶液少许至于试管中，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2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-，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FeO42-，试写出该反应的离子方程式2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+．
（3）如图2其它条件不变，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，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-；乙装置中石墨（1）为阴 极（填“正”、“负”、“阴”、“阳”），乙装置中与铜线相连石墨电极上发生的反应式为2Cl--2e-═Cl2↑，产物常用湿润淀粉碘化钾试纸检验，反应的离子方程式为Cl2+2I-═2Cl-+I2．

分析 （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）氯化铵中，铵根离子水解导致溶液显示酸性，正极生成氢气；用吸管吸出铁片附近溶液即Fe2+的溶液，加入氯水发生2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-；
（3）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，乙为电解池装置．

解答 解：（1）设计的原电池装置的自发氧化还原反应是：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，设电子转移量是x，则64×0.5x+56×0.5x=12，解得x=0.2，
故答案为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；0.2NA；
（2）氯化铵中，铵根离子水解导致溶液显示酸性，实质是：NH4++H2O?NH3•H2O+H+，正极发生2H++2e-=H2↑，用吸管吸出铁片附近溶液即Fe2+的溶液，加入氯水发生2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-，如果+3价铁被氧化为FeO42-，发生2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+，故答案为：2H++2e-=H2↑；酸性；NH4++H2O?NH3•H2O+H+；2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-；2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+；
（3）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，则乙装置与铜相连的石墨为阳极，与铁相连的石墨为阴极，乙为电解池装置，阳极发生2Cl--2e-═Cl2↑，生成的氯气可用湿润淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝，发生反应的方程式为：Cl2+2I-═2Cl-+I2，
故答案为：溶液变红； O2+2H2O+4e-═4OH-；阴；2Cl--2e-═Cl2↑；湿润淀粉碘化钾试纸；Cl2+2I-═2Cl-+I2．

点评 本题综合考查原电池和电解池知识，侧重于电化学知识的综合运用的考查，题目难度中等，注意电极反应方程式的书写，为解答该题的关键．

练习册系列答案
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