Question

1．I．如圖為相互串聯(lián)的三個(gè)裝置，試回答：

（1）若利用乙池在鐵片上鍍銀，則B是鐵片（填電極材料），電極反應(yīng)式是Ag⁺+e^-=Ag；應(yīng)選用的電解質(zhì)溶液是AgNO₃溶液．
（2）若利用乙池進(jìn)行粗銅的電解精煉，則A極（填“A”或“B”）是粗銅，若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們?cè)陔娊獠壑械拇嬖谛问胶臀恢脼锳u、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c（陽(yáng)極）下方，F(xiàn)e以Fe²⁺的形式進(jìn)入電解液中．
（3）丙池滴入少量酚酞試液，電解一段時(shí)間Fe（填“C”或“Fe”）極附近呈紅色．
（4）寫出甲池負(fù)極的電極反應(yīng)式：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．若甲池消耗3.2gCH3OH氣體，則丙池中陽(yáng)極上放出的氣體物質(zhì)的量為0.3mol．
II．（5）請(qǐng)利用反應(yīng)Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺設(shè)計(jì)原電池．
設(shè)計(jì)要求：①該裝置盡可能提高化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率；
②材料及電解質(zhì)溶液自選，在圖中做必要標(biāo)注；
③畫出電子的轉(zhuǎn)移方向．

Answer 1

分析 （1）在鐵片上鍍銀，金屬鐵是陰極，金屬銀是陽(yáng)極材料，選擇硝酸銀為電解質(zhì)溶液；
（2）粗銅的電解精煉使用金屬銅為陰極，粗銅作陽(yáng)極，活潑的金屬在陽(yáng)極上失電子得到金屬陽(yáng)離子，不參與放電的形成陽(yáng)極泥；
（3）電解飽和氯化鈉，在陰極上產(chǎn)生氫氣，該極區(qū)域顯示堿性，在陽(yáng)極上產(chǎn)生氯氣，據(jù)此回答；
（4）燃料電池的負(fù)極上是燃料失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)電極反應(yīng)式結(jié)合電子守恒進(jìn)行計(jì)算即可；
（5）根據(jù)方程式，失電子的物質(zhì)作負(fù)極；根據(jù)得失電子判斷反應(yīng)類型；電解質(zhì)是反應(yīng)物中可溶性的、得電子的物質(zhì)；電子負(fù)極移向正極．

解答 解：（1）在鐵片上鍍銀，金屬鐵是陰極材料，金屬銀是陽(yáng)極材料，選擇硝酸銀為電解質(zhì)溶液，在甲池中，通氧氣的電極是正極，所以乙池中A是陽(yáng)極，B是陰極，B電極上發(fā)生反應(yīng)：Ag⁺+e^-=Ag，故答案為：鐵片；Ag⁺+e^-=Ag；AgNO₃溶液；
（2）乙池中A是陽(yáng)極，B是陰極，利用乙池進(jìn)行粗銅的電解精煉，金屬銅為陰極，粗銅作陽(yáng)極，活潑的金屬在陽(yáng)極上失電子得到金屬陽(yáng)離子，F(xiàn)e以Fe²⁺的形式進(jìn)入電解液中，不參與放電的Au、Ag形成陽(yáng)極泥，故答案為：A；Au、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c（陽(yáng)極）下方，F(xiàn)e以Fe²⁺的形式進(jìn)入電解液中；
（3），在甲池中，通氧氣的電極是正極，通燃料的是負(fù)極，所以丙中，F(xiàn)e是陰極，石墨是陽(yáng)極，電解飽和氯化鈉，在陰極上產(chǎn)生氫氣，該極區(qū)域顯示堿性，遇到酚酞顯示紅色，即電解一段時(shí)間Fe極附近呈紅色，故答案為：Fe；
（4）燃料電池的負(fù)極上是燃料失電子的氧化反應(yīng)：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；若甲池消耗3.2g即0.1molCH₃OH氣體，則轉(zhuǎn)移電子是0.6mol，
丙池中陽(yáng)極上放出的氯氣，根據(jù)2Cl^--2e^-=Cl₂↑，轉(zhuǎn)移0.6mol電子，產(chǎn)生氯氣物質(zhì)的量為0.3mol，故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；0.3mol；
（5）原電池中失電子的物質(zhì)作負(fù)極，根據(jù)方程式知，鐵作負(fù)極，比鐵活潑性小的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O；鐵失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)方程式知，F(xiàn)e³⁺得電子，生成Fe²⁺，電極反應(yīng)式為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，電解質(zhì)是反應(yīng)物中可溶性的、得電子的物質(zhì)，所以電解質(zhì)是可溶性的鐵鹽，可用氯化鐵作電解質(zhì)，裝置如下：，電子從負(fù)極流向正極，如圖中箭頭所示，故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道關(guān)于電解池和原電池工作原理的綜合應(yīng)用題，注意電極反應(yīng)式的書寫以及電子守恒的計(jì)算是關(guān)鍵，難度中等．