Question

【題目】某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu；

（1）將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成的原電池如圖甲所示請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①圖中X溶液是__；

②Cu電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為__；

③原電池工作時(shí)，鹽橋中的__填“K+”或“Cl-”）不斷進(jìn)入X溶液中。

（2）將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成電解池如圖乙所示乙燒杯中金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量與電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖丙，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①M是電源的__極；

②圖丙中的②線是__的變化；

③當(dāng)電子轉(zhuǎn)移為0.2mol時(shí)向乙燒杯中加入__L5mol/LNaOH溶液才能使所有的金屬陽(yáng)離子沉淀完全。

Answer 1

【答案】FeCl2、FeCl3 Cu-2e-=Cu2+ K+ 負(fù) Fe2+ 0.28

【解析】

據(jù)反應(yīng)物和生成物可以確定該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，由于氧化性：Fe3+＞Cu2+，則該反應(yīng)為2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，

(1)將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，Cu作負(fù)極，石墨作正極；

(2)①將該反應(yīng)2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2設(shè)計(jì)成電解池，Cu作陽(yáng)極，石墨為陰極；
②根據(jù)金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量的變化確定曲線對(duì)應(yīng)的離子；
③結(jié)合圖像，確定當(dāng)電子轉(zhuǎn)移為0.2mol時(shí)，溶液中Fe3+、Fe2+、Cu2+的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算需要NaOH溶液的體積。

(1)據(jù)反應(yīng)物和生成物可以確定該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，由于氧化性：Fe3+＞Cu2+，則該反應(yīng)為2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，Cu作負(fù)極，石墨作正極。

①該反應(yīng)為2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，則X溶液一定有FeCl3，結(jié)合第(2)問(wèn)②分析，曲線②為Fe2+，且反應(yīng)開始時(shí)其物質(zhì)的量為0.1mol，則X為FeCl2、FeCl3，故答案為：FeCl2、FeCl3；

②Cu作負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：Cu-2e-=Cu2+，故答案為：Cu-2e-=Cu2+；
③Cu作負(fù)極，石墨作正極，鹽橋中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則K+不斷移向正極即進(jìn)入X溶液中，故答案為：K+；

(2)①將該反應(yīng)2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2設(shè)計(jì)成電解池，則Cu作陽(yáng)極，失電子被氧化生成Cu2+，石墨為陰極，Fe3+得電子生成Fe2+，被還原，所以M為負(fù)極，N為正極，故答案為：負(fù)；

②該反應(yīng)為2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，在電解過(guò)程中，Fe3+逐漸減少，則①表示的為Fe3+，Fe2+、Cu2+逐漸增多，根據(jù)變化量的比例關(guān)系2Fe3+~2Fe2+~Cu2+可知，②為Fe2+，③為Cu2+，故答案為：Fe2+；

③當(dāng)電子轉(zhuǎn)移為0.2mol時(shí)，溶液中有Fe3+為0.2mol，Fe2+為0.3mol，Cu2+為0.1mol，所以需要加入NaOH溶液物質(zhì)的量為0.2×3+0.3×2+0.1×2=1.4mol，所以NaOH溶液的體積為，故答案為：0.28。