Question

【題目】電化學(xué)的應(yīng)用十分廣泛，是現(xiàn)代生產(chǎn)、生活、國(guó)防，乃至整個(gè)人類生活不可缺的物質(zhì)條件。請(qǐng)根據(jù)所給材料回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)：2Fe3+＋Cu=2Fe2+＋Cu2+設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池。

①電解液：___，

②正極材料：___；

③負(fù)極反應(yīng)式：___。

（2）用吸收H2后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH表示)，NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長(zhǎng)壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為：NiO(OH)＋MHNi(OH)2＋M

①電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為___。

②當(dāng)該電池充電時(shí)，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是___。

A.H2O的還原 B.NiO(OH)的還原 C.H2的氧化 D.Ni(OH)2的氧化

（3）按如圖電解飽和食鹽水溶液，寫出該電解池中發(fā)生反應(yīng)的總反應(yīng)式：___；將充分電解后所得溶液逐滴加入到酚酞試液中，觀察到的現(xiàn)象是：___。

Answer 1

【答案】含Fe3+的鹽溶液 石墨(或鉑等惰性電極) Cu-2e-=Cu2+ MH＋OH--e-=M＋H2O D NaCl＋H2ONaClO＋H2↑ 先變紅后褪色

【解析】

(1)由方程式可知，Cu被氧化，為原電池的負(fù)極，則正極可為碳棒或不如Cu活潑的金屬，電解質(zhì)溶液為含有鐵離子溶液，正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此分析解答；

(2)用吸收H2后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH表示)，NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，根據(jù)電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為：NiO(OH)＋MHNi(OH)2＋M，則負(fù)極上MH失去電子，生成的H+在堿性條件下生成H2O，電極反應(yīng)為：MH＋OH--e-=M＋H2O，總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng)可得正極反應(yīng)：NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，充電時(shí)，為放電的逆過(guò)程，陽(yáng)極的電極反應(yīng)為：Ni(OH)2+OH--e-= NiO(OH)+H2O，陰極的電極反應(yīng)為M＋H2O+e-= MH＋OH-，據(jù)此分析解答；

(3)電解飽和食鹽水溶液生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，按如圖電解，石墨電極作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氯氣，鐵電極作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，氯氣在逸出過(guò)程中與溶液中的氫氧化鈉反應(yīng)，據(jù)此分析解答。

(1)由氧化還原反應(yīng)：2Fe3+＋Cu=2Fe2+＋Cu2+可知，Cu被氧化，為原電池的負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為Cu2e=Cu2+，正極Fe3+被還原，電極方程式為2Fe3++2e=2Fe2+，正極可為石墨(或鉑等惰性電極)，電解質(zhì)溶液為含有Fe3+的鹽溶液，

①根據(jù)分析，電解液為含Fe3+的鹽溶液；

②正極材料為石墨(或鉑等惰性電極)；

③負(fù)極反應(yīng)式：Cu2e=Cu2+；

(2)①根據(jù)分析，電池放電時(shí)，負(fù)極上MH失去電子，生成的H+在堿性條件下生成H2O，電極反應(yīng)為：MH＋OH--e-=M＋H2O；

②當(dāng)該電池充電時(shí)，與外電源正極連接的電極為陽(yáng)極，根據(jù)分析，陽(yáng)極電極反應(yīng)為Ni(OH)2+OH--e-= NiO(OH)+H2O，答案選D；

(3)電解飽和氯化鈉溶液，反應(yīng)的方程式為：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，按如圖電解，石墨電極作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氯氣，鐵電極作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，氯氣在逸出過(guò)程中與溶液中的氫氧化鈉反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，故該電解池中發(fā)生反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為：NaCl+H2ONaClO+H2↑，電解后得到NaClO溶液，顯堿性，且具有強(qiáng)氧化性，滴入酚酞溶液中，觀察到溶液先變紅后褪色。