Question

【题目】(1)高铁酸钾( K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂（胶体），而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置：

①该电池放电时正极的电极反应式为____________________________________；

②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向________(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向______(填“左”或“右”)移动。

③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_____________________________________________________________。

(2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是____________________，A是____________。

(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向________(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为___________________。

Answer 1

【答案】FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH- 右 左 放电时间长且电压稳定 N2+6e-+8H+=2NH4+ NH4Cl 从b到a CO-2e-+O2-=CO2

【解析】

（1）①根据电池装置可知C为正极，Zn为负极，高铁酸钾具有较强的氧化性，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3；

②盐桥可以起到平衡电荷的作用，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；

③由图可知高铁电池的优点：使用时间长，工作时电压稳定；

（2）由图可知电池中氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得到电子在正极发生还原反应，氨气与HCl反应生成NH4Cl；

（3）电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子由负极流向正极；该装置属于燃料电池即原电池的装置，CO为燃料，在负极通入，失电子发生氧化反应，空气中的氧气在正极通入，得到电子发生还原反应。

（1）①根据电池装置可知C为正极，Zn为负极，高铁酸钾具有较强的氧化性，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3，电极反应为：FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-；

②盐桥中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，因此氯离子向右侧移动，K+向左侧移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则K+向左侧移动；

③由图可知高铁电池的优点：使用时间长，工作时电压稳定；

（2）由图可知，该装置的总反应是合成氨的反应，氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得到电子，在正极发生还原反应，那么正极的电极反应为：N2+6e-+8H+=2NH4+，氨气与HCl反应生成NH4Cl，因此电解质是NH4Cl；

（3）电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子由负极流向正极，因此O2由电极b向电极a移动电子由电极a通过传感器流向电极b；该装置中CO为燃料，在负极(即a极)通入，失电子发生氧化反应，电极反应为：。