Question

某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)．
（1）圖1為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：（用離子方程式表示）

Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu

設(shè)計(jì)的原電池裝置，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12g，導(dǎo)線中通過

0.2

mol電子．
（2）其它條件不變，若將CuCl₂溶液換為NH₄Cl溶液，石墨電極反應(yīng)式為

2H⁺+2e^-═H₂↑

，這是由于NH₄Cl溶液顯

酸

性，（填酸性、堿性或中性）用離子方程式表示溶液顯此性的原因

NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺

，用吸管吸出鐵片附近溶液少許至于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-

，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色褪去，同學(xué)們對此做了多種假設(shè)，某同學(xué)的假設(shè)是：溶液中的+3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)．”如果+3價(jià)鐵被氧化為FeO₄^2-，試寫出該反應(yīng)的離子方程式

2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-

．
（3）如圖2其它條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，如圖所示，一段時(shí)間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是

溶液變紅

，電極反應(yīng)為

O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-

；乙裝置中石墨（1）為

陰

 極（填正、負(fù)、陰、陽），乙裝置中與銅線相連石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)式為

2Cl^--2e^-═Cl₂↑

，產(chǎn)物常用

濕潤淀粉碘化鉀試紙

檢驗(yàn)，反應(yīng)的離子方程式為

Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂

．

Answer 1

分析：（1）圖1為原電池反應(yīng)，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生：Fe-2e^-=Fe^2-，石墨為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）若將CuCl₂溶液換為NH₄Cl溶液，溶液呈酸性，負(fù)極發(fā)生2H⁺+2e^-═H₂↑，負(fù)極發(fā)生Fe-2e^-=Fe^2-，加入氯水發(fā)生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，甲裝置為鐵的吸氧腐蝕，乙為電解池裝置．

解答：解：（1）圖1為原電池反應(yīng)，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生：Fe-2e^-=Fe^2-，石墨為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，總反應(yīng)式為Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12g，
則Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu   兩極質(zhì)量差△m    轉(zhuǎn)移電子
  56g         64g    56g+64g=120g       2mol
                     12g                 n
n=0.2mol，
故答案為：Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu；0.2；
（2）若將CuCl₂溶液換為NH₄Cl溶液，溶液呈酸性，發(fā)生：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，負(fù)極發(fā)生2H⁺+2e^-═H₂↑，負(fù)極發(fā)生Fe-2e^-=Fe^2-，加入氯水發(fā)生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，如果+3價(jià)鐵被氧化為FeO₄^2-，發(fā)生2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-，
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑；酸；NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-；
（3）若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，甲裝置為鐵的吸氧腐蝕，鐵為負(fù)極，銅為正極，正極發(fā)生 O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，呈堿性，滴加酚酞，溶液變紅，則乙裝置銅為陽極，石墨為陰極，乙為電解池裝置，陽極發(fā)生2Cl^--2e^-═Cl₂↑，生成的氯氣可用濕潤淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)，發(fā)生Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂，
故答案為：溶液變紅； O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；陰；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；濕潤淀粉碘化鉀試紙；Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂．

點(diǎn)評：本題綜合考查原電池和電解池知識，側(cè)重于電化學(xué)知識的綜合運(yùn)用的考查，題目難度中等，注意電極反應(yīng)方程式的書寫，為解答該題的關(guān)鍵．