Question

14．如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极．按要求回答下列问题．
（1）打开K₂，合并K₁．B为负极，A的电极反应为O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．
最终可观察到的现象是溶液中产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色．
涉及的化学反应方程式有：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂，Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．
（2）打开K₁，合并K₂．E为阴极，F极的电极反应为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，
检验F极产生气体的方法是用湿润的淀粉-KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气．
（3）若往U形管中滴加酚酞，进行（1）（2）操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是AE．

Answer 1

分析 （1）当打开K₂，闭合K₁时，铁片、石墨和NaCl溶液构成原电池，负极为铁，石墨作正极，发生吸氧腐蚀；
（2）当打开K₁，闭合K₂时，铁片、石墨和NaCl溶液构成电解池，说明作阳极，铁作阴极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气；
（3）进行（1）时，正极附近生成氢氧根离子，进行（2）时，阴极附近生成氢氧根离子，酚酞试液遇碱变红色．

解答 解：（1）当打开K₂，闭合K₁时，铁片、石墨和NaCl溶液构成原电池，负极为铁，电极反应式为：Fe-2e^-═Fe²⁺，正极为石墨，正极的电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，由于Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，所以可观察到的现象是：溶液中产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色，最终的现象为溶液中有红褐色沉淀生成；发生的反应方程式为：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂，Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
故答案为：负；O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；溶液中有红褐色沉淀生成；2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂，Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（2）当打开K₁，闭合K₂时，铁片、石墨和NaCl溶液构成电解池，阴极为铁，电极反应式为：2H⁺+2e^-═H₂↑，阳极为石墨，电极反应式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，检验Cl₂的方法是：用湿润的淀粉-KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气，
故答案为：阴；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；用湿润的淀粉-KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气；
（3）由于A极O₂得到电子产生OH^-，E极上水放电产生H₂和OH^-，均导致电极区域呈碱性，所以A、E电极周围遇酚酞变红，
故答案为：AE．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，正确判断原电池和电解池是解本题关键，难点是电极反应式的书写，知道氯气的检验方法，难度中等，侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的应用能力．