Question

4．某研究性学习小组根据反应2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄═2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+8H₂O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol•L^-1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和K₂SO₄溶液．

回答下列问题：
（1）此原电池的正极是石墨a（填“a”或“b”），发生还原反应．
（2）电池工作时，盐桥中的SO₄^2-移向乙（填“甲”或“乙”）烧杯．
（3）两烧杯中的电极反应式分别为：甲MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O，乙5Fe²⁺-5e^-═5Fe³⁺．
（4）若不考虑溶液的体积变化，MnSO₄浓度变为1.5mol•L^-1，则反应中转移的电子为0.5mol．

Answer 1

分析 （1）反应2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄═2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+8H₂O可知，KMnO₄作氧化剂，发生还原反应；
（2）电池工作时，阴离子向负极移动；
（3）甲烧杯中的电极发生还原反应；乙烧杯中的电极发生氧化反应；
（4）溶液中的MnSO₄浓度由1mol•L^-1变为1.5mol•L^-1，计算物质的量，结合化合价的变化可计算转移电子的物质的量．

解答 解：（1）根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO₄作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极，故答案为：a；还原；
（2）电池工作时，SO₄^2-向负极移动，即向乙烧杯移动，故答案为：乙；
（3）甲烧杯中的电极反应式为MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O；乙烧杯中的电极反应式为5Fe²⁺-5e^-═5Fe³⁺，
故答案为：MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O；5Fe²⁺-5e^-═5Fe³⁺；
（4）溶液中的MnSO₄浓度由1mol•L^-1变为1.5mol•L^-1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的MnSO₄的物质的量为0.5mol•L^-1×0.2L=0.1mol，转移的电子为0.1mol×5=0.5mol．
故答案为：0.5．

点评 本题综合考查原电池知识，侧重于学生的分析能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握原电池的工作原理，答题时注意体会电极方程式的书写方法，难度不大．