Question

【題目】某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。

(1)如圖為某實驗小組依據的氧化還原反應：(用離子方程式表示)______設計的原電池裝置，反應前，電極質量相等，一段時間后，兩電極質量相差12 g，導線中通過________mol電子。

(2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應式為：_________，這是由于NH4Cl溶液顯________(填“酸性”“堿性”或“中性”)，用離子方程式表示溶液顯此性的原因_____。

(3)如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型，如圖所示:

一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現象是_____，電極反應為______________；乙裝置中與銅絲相連石墨(2)電極上發生的反應式為_______________________。

Answer 1

【答案】Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu 0.2 2H＋＋2e－=H2↑ 酸性 NH4+＋H2ONH3·H2O＋H＋ 溶液變紅 O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 2Cl－－2e－=Cl2↑

【解析】

(1)由裝置圖可知，該裝置為雙液原電池，其中Fe作負極，失去電子，發生氧化反應，電解質溶液中Cu2+得到電子，發生還原反應，由此可書寫離子方程式；一段時間后，兩電極質量相差12 g，根據差量法進行計算；

(2) 將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，溶液呈酸性，石墨電極為正極，正極上H+得到電子生成H2；

(3) 若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型，甲裝置為鐵的吸氧腐蝕，乙裝置為電解池。

(1)由裝置圖可知，該裝置為雙液原電池，其中Fe作負極，失去電子，發生氧化反應，電解質溶液中Cu2+得到電子，發生還原反應，離子方程式為：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu；一段時間后，兩電極質量相差12 g，根據差量法可設電子轉移了xmol，那么有：

=，解得x=0.2mol，即一段時間后，兩電極質量相差12 g，導線中通過0.2mol電子；

(2) 將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，由于NH4+水解而使溶液顯酸性，水解反應的離子方程式為：NH4+＋H2ONH3·H2O＋H＋；石墨作正極，電極反應為：2H＋＋2e－=H2↑；

(3) 若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型，甲裝置為鐵的吸氧腐蝕，其中鐵作負極，銅作正極，正極的電極反應為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，溶液中c(OH-)增大，堿性增強，滴加酚酞后，溶液變為紅色；乙裝置中，與銅相連的石墨(2)為陽極，與鐵相連的石墨(1)為陰極，其中與銅絲相連石墨(2)電極上發生的反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑。

	原電池	電解池
定義	將化學能轉變成電能的裝置	將電能轉變成化學能的裝置
形成條件	①活潑性不同的兩電極(連接) ②電解質溶液(電極插入其中并與電解質溶液或其中溶解的其他物質自發反應) ③形成閉合回路 ④自發的氧化還原反應	①兩電極分別接直流電源的正、負極 ②兩電極插入電解質溶液 ③形成閉合回路
電極名稱	負極：較活潑金屬 正極：較不活潑金屬(或能導電的非金屬)	陽極：與電源正極相連的極 陰極：與電源負極相連的極
電極反應	負極：金屬失電子，發生氧化反應 正極：溶液中的陽離子得電子，發生還原反應	陽極：氧化反應、溶液中的陰離子失電子或電極金屬失電子 陰極：還原反應，溶液中的陽離子得電子
電子流向	負極正極	電源負極陰極 電源正極陽極