Question

（Ⅰ）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag⁺（aq）+Fe（s）=Fe²⁺（aq）+2Ag（s）設(shè)計的原電池如圖1所示．
請回答下列問題：
（1）電極X的材料是

 

；電解質(zhì)溶液Y是

 

；
（2）X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為

 

；
（3）鹽橋中的陽離子移動的方向是

 

（移向X或移向Y）．
（Ⅱ）鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)．請回答鋼鐵腐蝕、防護(hù)過程中的有關(guān)問題．
（1）鐵在潮濕的空氣中容易被腐蝕為鐵銹（Fe₂O₃?x H₂O），反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Fe+3O₂+xH₂O═2Fe₂O₃．xH₂O．生產(chǎn)中可用鹽酸來除鐵銹．現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）在實際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕．裝置示意圖如圖2：請回答：
①A電極對應(yīng)的金屬是

 

（寫元素名稱），B電極的電極反應(yīng)式是

 

．
②若電鍍前鐵、銅兩電極的質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧�、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為5.12g，則電鍍時電路中通過的電子為

 

mol．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（I）由方程式2Ag⁺（aq）+Fe（s）=Fe²⁺（aq）+2Ag（s）可知，反應(yīng)中Ag⁺被還原，應(yīng)為正極反應(yīng)，則電解質(zhì)溶液為硝酸銀溶液，F(xiàn)e被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極反應(yīng)，在裝置圖中X為Fe，Y為硝酸銀溶液，以此解答該題．
（II）（1）鐵銹的成分是Fe₂O₃?xH₂O，能和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，鐵和氯化鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化亞鐵；
（2）①電鍍時，鍍層作陽極，鍍件作陰極；
②電鍍時，陽極上金屬失電子導(dǎo)致金屬質(zhì)量減少，陰極上析出金屬，導(dǎo)致質(zhì)量增加，電鍍后兩極質(zhì)量差的一半為陰極上析出的銅質(zhì)量，根據(jù)析出銅質(zhì)量和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算．

解答： 解：（I）由方程式2Ag⁺（aq）+Fe（s）=Fe²⁺（aq）+2Ag（s）可知，反應(yīng)中Ag⁺被還原，應(yīng)為正極反應(yīng)，則電解質(zhì)溶液為硝酸銀溶液，F(xiàn)e被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極反應(yīng)，在裝置圖中X為Fe，Y為硝酸銀溶液，
（1）電極X的材料是 Fe；電解質(zhì)溶液Y是AgNO₃溶液；故答案為：Fe；AgNO₃溶液；
（2）X為Fe，F(xiàn)e失電子被氧化生成亞鐵離子，其電解反應(yīng)為：Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（3）溶液中陽離子向正極移動，所以鹽橋中的陽離子移動的方向是移向Y；故答案為：移向Y；
（II）（1）鐵銹的成分是Fe₂O₃?xH₂O，能和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，氯化鐵具有氧化性，能和鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化亞鐵，
反應(yīng)方程式為2FeCl₃+Fe═3FeCl₂，
故答案為：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂；
（5）①在鐵上鍍銅時，銅作陽極連接原電池正極，鐵作陰極連接原電池負(fù)極，所以A為銅，B為鐵，鐵電極上銅離子得電子生成銅單質(zhì)，
電極反應(yīng)式為 Cu²⁺+2e^-═Cu，
故答案為：銅；Cu²⁺+2e^-═Cu；
②電鍍時，陽極上金屬失電子導(dǎo)致金屬質(zhì)量減少，陰極上析出金屬，導(dǎo)致質(zhì)量增加，電鍍后兩極質(zhì)量差的一半為陰極上析出的銅質(zhì)量，
所以陰極上析出銅的質(zhì)量=5.12g×

1

2

=2.56g，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

2.56g

64g/mol

=0.08 mol，
故答案為：0.08．

點評：本題考查了原電池的設(shè)計、原電池和電解池原理的應(yīng)用等知識點，根據(jù)電鍍原理、金屬的腐蝕與防護(hù)來分析解答即可，題目難度中等．