Question

【題目】如圖裝置甲是某可充電電池的示意圖，該電池放電的化學方程式為2K2S2＋KI3=K2S4＋3KI，圖中的離子交換膜只允許K＋通過，C、D、F均為石墨電極，E為銅電極。工作一段時間后，斷開K，此時C、D兩電極產(chǎn)生的氣體體積相同，E電極質(zhì)量減少 1.28 g。

(1)裝置甲的A電極為電池的__極，電解質(zhì)的K＋向__(填“左側(cè)”或“右側(cè)”)遷移；B電極的電極反應式為____。

(2)裝置乙中D電極析出的氣體是___，體積為____mL(標準狀況)。

(3)若將裝置丙中的NaCl溶液改換成FeCl2和FeCl3的混合溶液。從反應初始至反應結(jié)束，丙裝置溶液中金屬陽離子物質(zhì)的量濃度與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖所示。

①圖中b表示的是_____(填金屬離子符號)的變化曲線。

②反應結(jié)束后，若用0.5 mol·L－1NaOH溶液沉淀丙裝置溶液中的金屬陽離子(設溶液體積為100 mL)，則至少需要0.5 mol·L－1NaOH溶液______mL。

Answer 1

【答案】負 右側(cè) I3－＋2e－＝3I－ H2(或氫氣) 224 Fe2＋ 28

【解析】

本題解題的切入點為E，E質(zhì)量減輕，則表明E為陽極，發(fā)生反應Cu-2e-=Cu2+，E電極質(zhì)量減少1.28 g，則表明參加反應的Cu為0.02mol，失去電子0.04mol。E為陽極，則F為陰極，A為負極，B為正極，C為陽極，D為陰極。

(1)由上面分析知，裝置甲的A電極為電池的負極。因為原電池中，陽離子向正極移動，所以電解質(zhì)的K＋向右側(cè)遷移。B電極為正極，I3－得電子，它的電極反應式為I3－＋2e－＝3I－。

(2)D電極上首先發(fā)生反應Cu2＋＋2e－=Cu，當Cu2＋消耗盡時，發(fā)生反應2H＋＋2e－=H2↑，所以裝置乙中D電極析出的氣體是H2(或氫氣)。根據(jù)得失電子守恒，該電極析出的H2的體積為：。

(3)①若將裝置丙中的NaCl溶液改換成FeCl2和FeCl3的混合溶液，則電解時，陽極(E電極)發(fā)生反應Cu－2e－=Cu2＋，陰極(F電極)發(fā)生反應2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋，故a、b、c分別表示Fe3+、Fe2＋、Cu2+的變化曲線。所以圖中b表示的是Fe2＋的變化曲線。

②由題圖中曲線可以看出，反應后溶液中c(Cu2＋)＝2×10－2 mol·L－1，c(Fe2＋)＝5×10－2 mol·L－1，c(Fe3＋)＝0，要使溶液中的金屬陽離子完全沉淀，需要n(NaOH)＝[n(Cu2＋)＋n(Fe2＋)]×2＝(0.02 mol·L－1＋0.05 mol·L－1)×0.1 L×2＝0.014 mol，V(NaOH)＝。