Question

（18分）如圖所示，A、F為石墨電極，B、E為鐵片電極。按要求回答下列問(wèn)題：

(1)打開(kāi)K₂，閉合K₁，B為_(kāi)______極，A的電極反應(yīng)為_(kāi)____，最終可觀察到的現(xiàn)象是       。

(2)打開(kāi)K₁，閉合K₂，E為_(kāi)______極，檢驗(yàn)F極產(chǎn)生氣體的方法是                     。該裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________。

(3)若往U型管中滴加酚酞，進(jìn)行(1)、(2)操作時(shí)，       極周圍能變紅（填A(yù)、B、E、或F）。

（4）若電源選用燃料電池，結(jié)構(gòu)如下圖，以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)（非水溶濟(jì)，能夠傳導(dǎo)CO₃^2-），電池工作時(shí)電解質(zhì)組成保持穩(wěn)定，通入甲烷的電極為_(kāi)_______極，請(qǐng)寫(xiě)出正極反應(yīng)的方程式         ，若在標(biāo)況下消耗11.2L的甲烷，電解NaCl溶液產(chǎn)生的H₂的物質(zhì)的量為        mol（假設(shè)燃料電池能量轉(zhuǎn)化率為75%）。

 

Answer 1

(1)負(fù)；（2分）O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－；（2分）溶液中有紅褐色沉淀生成（2分）(2)陰；（2分）用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近F極，試紙變藍(lán)，

證明是氯氣（2分）2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑(2分)(3)A、E；（4分）

（4）負(fù)（2分）  2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-（2分）；1.5（3分）

解析:考查電化學(xué)的應(yīng)用。

(1)打開(kāi)K₂，閉合K₁，則構(gòu)成原電池，鐵是負(fù)極，即B是負(fù)極，A是正極。此時(shí)發(fā)生鐵的吸氧腐蝕，所以最終溶液中有紅褐色氫氧化鐵沉淀生成。

(2)打開(kāi)K₁，閉合K₂，則構(gòu)成電解池。E和電源的負(fù)極相連，作陰極，溶液中的氫離子放電。F和電源的正極相連，是陽(yáng)極，溶液中的氯離子放電生成氯氣。氯氣具有氧化性，可用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)。

（3）根據(jù)以上分析可知，進(jìn)行(1)、(2)操作時(shí)，OH^－分別在A和E極產(chǎn)生，所以在這兩極溶液顯紅色。

（4）原電池中負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，甲烷在反應(yīng)中被氧化，失去電子，所以在負(fù)極通入，空氣在正極通入。由于電解質(zhì)是熔融鹽，能傳遞能夠傳導(dǎo)CO₃^2-，所以正極的電極反應(yīng)式為2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-。1mol甲烷在反應(yīng)中失去8mol電子，11.2L甲烷是0.5mol，共轉(zhuǎn)移電子4mol。根據(jù)得失電子守恒可知生成氫氣是。