Question

10．如下圖裝置所示，是用氫氧燃料電池乙進(jìn)行的某電解實(shí)驗(yàn)：


（1）在電池乙工作時(shí)：
①若用固體Ca（HSO₄）₂為電解質(zhì)傳遞H⁺，則電子由a極流出，H⁺向b極移動(dòng)．（填“a”或“b”）
②b極上的電極反應(yīng)式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．
③外電路中，每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，在a極消耗1.12L的H₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
（2）若電解池甲中X、Y都是惰性電極，電解液W是滴有酚酞的飽和NaCI溶液，則工作時(shí)：①X極上的電極反應(yīng)式是2H⁺+2e^-=H₂↑．
在X極附近觀察到的現(xiàn)象是溶液變紅．
②檢驗(yàn)Y電極上氣體產(chǎn)物的方法是用潤濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產(chǎn)物，試紙變藍(lán)
證明產(chǎn)生Cl₂．
③若甲中其它條件均不改變，只將電極Y換成鐵棒，可以制取Fe（OH）₂沉淀（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 （1）右邊裝置是氫氧燃料電池，所以是原電池，原電池放電時(shí)，燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以投放燃料的電極a為負(fù)極，投放氧化劑的電極b為正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，由于電解質(zhì)溶液呈酸性，負(fù)極反應(yīng)為：H₂-2e^-═2H⁺，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；結(jié)合電子與氫氣的關(guān)系計(jì)算；
（2）若電解池甲中X、Y都是惰性電極，電解液W是滴有酚酞的飽和NaCl溶液，X為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，同時(shí)還生成氫氧根離子，Y為陽極，陽極上氯離子得電子生成氯氣，氯氣能把KI氧化為單質(zhì)碘；若甲中其它條件均不改變，只將電極Y換成鐵棒，則Fe失電子生成亞鐵離子，陰極上氫離子得電子生成氫氣，同時(shí)還生成氫氧根離子，據(jù)此分析．

解答 解：（1）右邊裝置是氫氧燃料電池，所以是原電池，原電池放電時(shí)，燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以投放燃料的電極為負(fù)極，投放氧氣的電極為正極，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，由于電解質(zhì)溶液呈酸性，負(fù)極反應(yīng)為：H₂-2e^-═2H⁺，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；電池總反應(yīng)為2H₂+O₂═2H₂O，
①a為負(fù)極，b為正極，電子從負(fù)極流向正極，即電子由a流出，氫離子向正極b移動(dòng)；
故答案為：a；b；
②b為正極，正極上氧氣得電子生成水，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；故答案為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；
③a極反應(yīng)為：H₂-2e^-═2H⁺，每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，在a極消耗氫氣為0.05mol，其體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為1.12L；
故答案為：1.12；
（2）若電解池甲中X、Y都是惰性電極，電解液W是滴有酚酞的飽和NaCl溶液，X為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，同時(shí)還生成氫氧根離子，Y為陽極，陽極上氯離子得電子生成氯氣，氯氣能把KI氧化為單質(zhì)碘；
①X為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，X極上的電極反應(yīng)式是2H⁺+2e^-=H₂↑；同時(shí)還生成氫氧根離子，因此X極附近溶液變紅；
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；溶液變紅；
②Y為陽極，陽極上氯離子得電子生成氯氣，氯氣能把KI氧化為單質(zhì)碘，單質(zhì)碘能使淀粉變藍(lán)色，所以用潤濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產(chǎn)物，試紙變藍(lán)，說明產(chǎn)生氯氣；
故答案為：用潤濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產(chǎn)物，試紙變藍(lán)，證明產(chǎn)生Cl₂；
③若甲中其它條件均不改變，只將電極Y換成鐵棒，則Fe失電子生成亞鐵離子，陰極上氫離子得電子生成氫氣，同時(shí)還生成氫氧根離子，亞鐵離子與氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化亞鐵；
故答案為：Fe（OH）₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池和電解池，側(cè)重反應(yīng)原理的考查，考查點(diǎn)較全面細(xì)致，注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本能力的考查，明確計(jì)算中的電子守恒及電極反應(yīng)，題目難度中等．