Question

【題目】(1)為了驗(yàn)證Fe2+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>______，寫出正極的電極反應(yīng)_______。若構(gòu)建原電池時(shí)兩個(gè)電極的質(zhì)量相等，當(dāng)導(dǎo)線中通過0.05mol電子時(shí)，兩個(gè)電極的質(zhì)量差為________。

(2)將CH4設(shè)計(jì)成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖所示(A、B為多孔碳棒)。

①實(shí)驗(yàn)測(cè)得OH-定問移向B電極，則_____處電極入口通甲烷(填A(yù)或B)，其電極反應(yīng)式為___________。

②當(dāng)消耗甲院的體積為33.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí)，假設(shè)電池的能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。

(3)高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)式為:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，原電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________；放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子，有_____mol K2FeO4被還原，正極附近溶液的堿性________(填“增強(qiáng)”�！安蛔儭盎颉皽p弱”)。

Answer 1

【答案】 ③ Cu2++2e-=Cu 3g B CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 9.6mol Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 1 增強(qiáng)

【解析】(1)①中銅是負(fù)極，碳是正極，鐵離子在正極放電生成亞鐵離子，不能比較Fe2+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱；②中在常溫下鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，鐵是正極，銅是負(fù)極，不能比較Fe2+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱；③中鐵是負(fù)極，碳是正極，銅離子在正極得到電子生成銅，能比較Fe2+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，正極的電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu。當(dāng)導(dǎo)線中通過0.05mol電子時(shí)，消耗鐵0.025mol×56＝1.4g，析出銅是0.025mol×64g/mol＝1.6g，則兩個(gè)電極的質(zhì)量差為1.4g+1.6g＝3.0g；(2)①實(shí)驗(yàn)測(cè)得OH-定問移向B電極，則B電極是負(fù)極，因此B處電極入口通甲烷，其電極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。②甲院的體積為33.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，物質(zhì)的量是1.5mol，假設(shè)電池的能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.5mol×80%×8＝9.6mol。(3)反應(yīng)中鋅失去電子，則原電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；鐵元素化合價(jià)從+6價(jià)降低到+3價(jià)，放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子，有1molK2FeO4被還原。正極反應(yīng)式為FeO42－+3e－+4H2O＝Fe(OH)3+5OH－，因此正極附近溶液的堿增強(qiáng)。