Question

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⁺═Fe²⁺+Cu

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

0.2

mol电子．
（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FeO₄^2-，试写出该反应的离子方程式

2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-

．
（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

．

Answer 1

分析：（1）图1为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe-2e^-=Fe^2-，石墨为正极，发生Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）若将CuCl₂溶液换为NH₄Cl溶液，溶液呈酸性，负极发生2H⁺+2e^-═H₂↑，负极发生Fe-2e^-=Fe^2-，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）图1为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe-2e^-=Fe^2-，石墨为正极，发生Cu²⁺+2e^-=Cu，总反应式为Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，一段时间后，两电极质量相差12g，
则Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu   两极质量差△m    转移电子
  56g         64g    56g+64g=120g       2mol
                     12g                 n
n=0.2mol，
故答案为：Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu；0.2；
（2）若将CuCl₂溶液换为NH₄Cl溶液，溶液呈酸性，发生：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，负极发生2H⁺+2e^-═H₂↑，负极发生Fe-2e^-=Fe^2-，加入氯水发生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，如果+3价铁被氧化为FeO₄^2-，发生2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-，
故答案为：2H⁺+2e^-═H₂↑；酸；NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-；
（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，则乙装置铜为阳极，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．