Question

科學(xué)家利用淡水與海水之間含鹽量的差別發(fā)明了一種新型電池-水電池．
（1）用二氧化錳納米棒作電池正極可提高發(fā)電效率，這是利用納米材料的

 

特性，使之能與鈉離子充分接觸．
（2）水電池總反應(yīng)可表示為：5MnO₂+2Ag+2NaCl=Na₂Mn₅O₁₀+2AgCl，該電池的負(fù)極反應(yīng)式為

 

．水電池工作時(shí)，Na⁺不斷向

 

極方向移動(dòng)．
（3）水電池生成1mol Na₂Mn₅O₁₀轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

．
（4）某溫度下，F(xiàn)e（OH）₃（s）、Mg（OH）₂（s）分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，溶液中金屬陽(yáng)離子的濃度與溶液pH的關(guān)系如圖．請(qǐng)據(jù)如圖分析：
①該溫度下，溶度積常數(shù)的關(guān)系為：K_SP[Fe（OH）₃]

 

K_SP[Mg（OH）₂]（填“＞”、“=”或“＜”）；
②如果在新生成的Mg（OH）₂濁液中滴入足量的FeCl₃溶液，振蕩后，白色沉淀會(huì)全部轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專(zhuān)題：電離平衡與溶液的pH專(zhuān)題,電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）納米材料具有較強(qiáng)的吸附性能，能加大吸附面積；
（2）原電池的負(fù)極上發(fā)生的是失電子的氧化反應(yīng)；
（3）根據(jù)電子守恒結(jié)合電極反應(yīng)式進(jìn)行計(jì)算；
（4）①根據(jù)Ksp的意義以及沉淀的轉(zhuǎn)化知識(shí)來(lái)判斷生成的沉淀是什么；
②根據(jù)沉淀溶解平衡移動(dòng)的影響因素知識(shí)來(lái)回答判斷．

解答： 解：（1）納米材料具有較強(qiáng)的吸附性能，能加大吸附面積，該電池用二氧化錳納米棒為正極材料可提高發(fā)電效率，故答案為：較強(qiáng)吸附能力或較大的表面積；
（2）根據(jù)電池的總反應(yīng)：5MnO₂+2Ag+2NaCL=Na₂Mn₅O¹⁰+2AgCl，失電子的是金屬銀，而原電池的負(fù)極上發(fā)生的是失電子的氧化反應(yīng)，所以負(fù)極反應(yīng)是Ag+Cl^--e^-=AgCl↓，在原電池中，陽(yáng)離子移向正極，所以鈉離子移向正極，故答案為：Ag+Cl^--e^-=AgCl↓；正；
（3）根據(jù)電池反應(yīng)：5MnO₂+2Ag+2NaCl=Na₂Mn₅O₁₀+2AgCl，化合價(jià)升高值=化合價(jià)降低值=2=轉(zhuǎn)移電子數(shù)，生成1molNa₂Mn₅O₁₀轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，
故答案為：2mol；
（4）①根據(jù)圖象上的點(diǎn)可以知道，當(dāng)陽(yáng)離子鐵離子、鎂離子濃度相等時(shí)，對(duì)應(yīng)的氫離子濃度的大小關(guān)系，結(jié)合Ksp（氫氧化鐵）=c（Fe³⁺）?c（OH^-）³，Ksp（氫氧化鎂）=c（Mg²⁺）?c（OH^-）²，所以K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，故答案為：＜；
②根據(jù)①的分析，K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，氫氧化鎂濁液中存在沉淀溶解平衡：Mg（OH）₂?Mg²⁺+2OH^-，當(dāng)加入Fe³⁺后，會(huì)和OH^-反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鐵沉淀，使得上述平衡正向移動(dòng)，機(jī)會(huì)生成紅褐色沉淀物質(zhì)，
故答案為：氫氧化鎂濁液中存在沉淀溶解平衡：Mg（OH）₂?Mg²⁺+2OH^-，由于K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，所以當(dāng)加入Fe³⁺后，會(huì)和OH^-反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鐵沉淀，使得上述平衡正向移動(dòng)，最有氫氧化鎂全部轉(zhuǎn)化為紅褐色的氫氧化鐵沉淀．

點(diǎn)評(píng)：本題是要綜合知識(shí)考查題，要求學(xué)生具有分析和解決問(wèn)題的能力，注意原電池的工作原理以及原理的靈活應(yīng)用是關(guān)鍵，難度較大．