Question

Ⅰ．為探究鐵腐蝕的保護(hù)方法，某同學(xué)按圖1連接好裝置并往Fe電極區(qū)滴入2滴黃色K₃[Fe（CN）₆]₂（鐵氰化鉀）溶液．
（1）電壓計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是因為Zn、Fe和經(jīng)過酸化的NaCl溶液構(gòu)成

 

．
（2）鐵電極上的現(xiàn)象是

 

，溶液中

 

（填“有”或“無”）藍(lán)色的Fe₃[Fe（CN）₆]₂沉淀生成，說明

 

．
Ⅱ．某學(xué)生試圖用電解法根據(jù)電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來驗證阿伏加德羅常數(shù)數(shù)值，其實驗方案的要點為：①用直流電源電解CuCl₂溶液，所用儀器如圖2所示．②在電流強(qiáng)度為I_A，通電時間為t min后，精確測得電極上析出銅的質(zhì)量為m g．
試回答：
（1）連接這些儀器的正確順序為（用圖中標(biāo)注儀器接線柱的英文字母表示）：
     E接

 

，C接

 

，接F

 

．
（2）寫出B電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式：

 

；
     G試管中淀粉KI溶液變化的現(xiàn)象為

 

，
     相應(yīng)的離子方程式是

 

．
（3）為精確測定電極上析出的銅的質(zhì)量，所必需的實驗步驟的先后順序應(yīng)是

 

．（選填下列操作步驟的編號）
    ①稱量電解前電極質(zhì)量         ②刮下電解后電極上的銅并清洗
    ③用蒸餾水清洗電解后的電極   ④低溫烘干電極后稱量
    ⑤低溫烘干刮下的銅后稱量     ⑥再次低溫烘干后稱量至恒重
（4）已知電子的電量為1.6×10^-19 C．試列出阿伏加德羅常數(shù)的計算式：N_A=

 

．

Answer 1

考點：金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

專題：電化學(xué)專題

分析：Ⅰ．（1）依據(jù)原電池構(gòu)成條件判斷；
（2）該裝置是原電池，鋅易失電子作負(fù)極，鐵作正極，負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)據(jù)此分析判斷；
Ⅱ．（1）依據(jù)裝置圖分析分析電解池的陽極和陰極，然后依據(jù)串聯(lián)電路連接方式，連接電源、電流計、電解池；
（2）惰性電極電解氯化銅溶液，陽極氯離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，依據(jù)裝置圖分析可知U形管通入G中的氣體是氯氣，氯氣與碘化鉀反應(yīng)生成單質(zhì)碘，碘遇到淀粉變藍(lán)；
（3）為精確測定電極上析出的銅的質(zhì)量，則需要稱量電解前后電極的質(zhì)量；
（4）串聯(lián)電路在每一個電極上通過的電子數(shù)相同，依據(jù)電流強(qiáng)度與通電時間，計算出銅離子得到的電子數(shù)，依據(jù)Cu²⁺+2e^-=Cu及析出銅的質(zhì)量計算阿伏伽德羅常數(shù)．

解答： 解：Ⅰ．該裝置是原電池，鋅易失電子作負(fù)極，鐵作正極，負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)據(jù)此分析判斷；
（1）Zn、Fe和經(jīng)過酸化的NaCl溶液構(gòu)成原電池，所以電壓計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；
故答案為：原電池；
（2）原電池中鋅易失電子作負(fù)極，鐵作正極，負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，因為無亞鐵離子生成，所以不會發(fā)生反應(yīng)：3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓（藍(lán)色），不會產(chǎn)生沉淀；
故答案為：有氣泡冒出；無；無亞鐵離子生成；
Ⅱ．（1）惰性電極電解氯化銅溶液，陽極氯離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，依據(jù)裝置圖分析可知U形管通入G中的氣體是氯氣，所以B電極為陽極，A為陰極，電路連接應(yīng)遵循電流計串聯(lián)，電源負(fù)極接電流表負(fù)極，電流表的正極接U形管A電極，B電極接電源的正極；所以線路連接順序是E接D，C接A，F(xiàn)接B；
故答案為：D、A、B；
（2）惰性電極電解氯化銅溶液，陽極氯離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，依據(jù)裝置圖分析可知U形管通入G中的氣體是氯氣，電極反應(yīng)式為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，G試管中是通入的氯氣，氯氣和電化甲反應(yīng)生成碘單質(zhì)，遇到淀粉變藍(lán)，反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，變藍(lán)色，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；
（3）根據(jù)電極上析出銅的質(zhì)量則需要稱量電解前后電極的質(zhì)量，實驗之前應(yīng)稱量電解前電極的質(zhì)量，電解后，電極在烘干稱重前，必須用蒸餾水沖洗，減少誤差，電極在烘干稱重的操作中必須按“烘干-稱重-再烘干-再稱重”進(jìn)行，防止Cu被氧化，在有空氣存在的情況下，烘干電極必須采用低溫烘干的方法，防止Cu被氧化，為精確測定電極上析出銅的質(zhì)量，所必需的實驗步驟的先后順序應(yīng)是：
①稱量電解前電極質(zhì)量，實驗之前應(yīng)稱量電解前電極的質(zhì)量；
③用蒸餾水清洗電解后電極；
④低溫烘干電極后稱量；
⑥再次低溫烘干后稱量至恒重；
故答案為：①③④⑥；
（4）．陰極通過的電量為：I×t；
設(shè)阿伏伽德羅常數(shù)為N_A  
則：Cu²⁺+2e^-=Cu
         2mol  64g
           n    m         n=

2m

64

，通過電子數(shù)

2m

64

×N_A；
依據(jù)電荷守恒：

2m

64

×N_A×1.6×10^-19=I×t；
N_A=

64It

m×2×1.6×10-19

；
故答案為：

64It

m×2×1.6×10-19

；

點評：本題考查了金屬的腐蝕與防護(hù)、有關(guān)電解池的計算，明確原電池、電解池工作原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．