Question

10．（1）為了驗證Fe³⁺與Cu²⁺氧化性強弱，設(shè)計一個裝置，如圖下列裝置既能產(chǎn)生電流又能達到實驗?zāi)康氖洽冢?br />
（2）鉛蓄電池是常見的化學(xué)電源之一，其充電、放電的總反應(yīng)是：2PbSO₄+2H₂O$?_{放電}^{充電}$Pb+PbO₂+2H₂SO₄
鉛蓄電池放電時，鉛（填物質(zhì)化學(xué)式）在負極發(fā)生反應(yīng)．若電解液體積為2L（反應(yīng)過程溶液體積變化忽略不計），放電過程中外電路中轉(zhuǎn)移3mol電子，則硫酸濃度由5mol/L下降到2mol/L．

Answer 1

分析 （1）驗證Fe³⁺與Cu²⁺氧化性強弱，在原電池中，銅作負極、其它導(dǎo)電的金屬或非金屬作正極，電解質(zhì)溶液為可溶性的鐵鹽；
（2）放電時鉛失電子而作負極，根據(jù)硫酸和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算．

解答 解：（1）驗證Fe³⁺與Cu²⁺氧化性強弱，在原電池中，銅作負極、其它導(dǎo)電的金屬或非金屬作正極，電解質(zhì)溶液為可溶性的鐵鹽，
①中鐵作負極、Cu作正極，電池反應(yīng)式為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，不能驗證Fe³⁺與Cu²⁺氧化性強弱，故錯誤；
②中銅作負極、銀作正極，電池反應(yīng)式為Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，能驗證Fe³⁺與Cu²⁺氧化性強弱，故正確；
③中鐵發(fā)生鈍化現(xiàn)象，Cu作負極、鐵作正極，電池反應(yīng)式為：Cu+2NO₃^-+4H⁺=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，不能驗證Fe³⁺與Cu²⁺氧化性強弱，故錯誤；
④中鐵作負極、銅作正極，電池反應(yīng)式為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，不能驗證Fe³⁺與Cu²⁺氧化性強弱，故錯誤；
故答案為：②；
（2）根據(jù)電池反應(yīng)式知，鉛失電子化合價升高而作負極，根據(jù)硫酸和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=$\frac{（5-x）×2}{2}=3$，x=2mol/L，
故答案為：鉛；2．

點評 本題考查了原電池和電解池原理以及電極反應(yīng)式的書寫知識，注意學(xué)會根據(jù)元素化合價變化確定氧化性強弱，題目難度不大．