Question

【題目】（1）某課外活動小組用如圖裝置進行實驗，試回答下列問題：

①若開始時開關(guān)K與a連接，則A極的電極反應(yīng)式為____B極的Fe發(fā)生_____腐蝕（填“析氫”或“吸氧”）

②若開始時開關(guān)K與b連接，則裝置內(nèi)總反應(yīng)的離子方程式為______；根據(jù)此時的裝置，判斷下列說法正確的是_____(填序號)

a. 溶液中Na＋向A極移動

b. 從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟?/span>KI淀粉試紙變藍

c. 反應(yīng)一段時間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度

d. 若標準狀況下B極產(chǎn)生2.24L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2mol電子

（2）海水中鋰元素儲量非常豐富，從海水中提取鋰的研究極具潛力。鋰是制造化學(xué)電源的重要原料。如LiFePO4電池中某電極的工作原理如下圖所示：

①已知該電池的電解質(zhì)為能傳導(dǎo)Li+的固體材料。放電時該電極是電池的_____極（填“正”或“負”），該電極反應(yīng)式為_____。

②用此電池電解含有0.1mol/LCuSO4和0.1mol/LNaCl的混合溶液100mL，假如電路中轉(zhuǎn)移了0.02mole－，且電解池的電極均為惰性電極，則陽極產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積是_____L。

Answer 1

【答案】O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 吸氧 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ b 正 FePO4+e-+Li+=LiFePO4 0.168L

【解析】

（1）①若開始時開關(guān)K與a連接，構(gòu)成原電池，鐵是負極、石墨為正極；

②若開始時開關(guān)K與b連接，構(gòu)成電解池，石墨作陽極；

（2）①根據(jù)圖示，放電時FePO4得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LiFePO4；

②根據(jù)離子的放電順序，陽極電極反應(yīng)依次為：2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑；

（1）①若開始時開關(guān)K與a連接，構(gòu)成原電池，鐵是負極、石墨為正極，電解質(zhì)為中性，屬于Fe的吸氧腐蝕，正極是氧氣得電子生成氫氧根離子，正極反應(yīng)式是O2＋2H2O＋4e－=4OH－；

②若開始時開關(guān)K與b連接，構(gòu)成電解池，石墨作陽極，陽極氯離子失電子生成氯氣、陰極氫離子得電子生成氫氣，則裝置內(nèi)總反應(yīng)的離子方程式為2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；a. 原電池中陽離子移向陰極，所以溶液中Na＋向B極移動，故a錯誤；

b. A是陽極，生成氯氣，所以從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍，故b正確；

c. 電解飽和食鹽水放出氫氣和氯氣，所以反應(yīng)一段時間后加適量氯化氫可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度，故c錯誤；

d.溶液中通過離子移動導(dǎo)電，溶液中沒有電子移動，故d錯誤。

（2）①根據(jù)圖示，放電時FePO4得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LiFePO4，所以FePO4是負極，電極反應(yīng)式為FePO4+e-+Li+=LiFePO4；

②0.1 mol/LCuSO4和0.1 mol/LNaCl的混合溶液100 mL含有0.01molCuSO4和0.01molNaCl，陽極電極反應(yīng)依次為：2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑，當電路中轉(zhuǎn)移了0.02 mole-時，生成氯氣0.005mol，轉(zhuǎn)移0.001mol電子，利用電子守恒生成氧氣0.0025mol，所以陽極上生成的氣體在標準狀況下的體積=（0.005mol+0.0025mol）×22.4L/mol=0.168L。