Question

4．某研究性學習小組根據反應2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄═2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+8H₂O設計如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質的物質的量濃度均為1mol•L^-1，溶液的體積均為200mL，鹽橋中裝有飽和K₂SO₄溶液．

回答下列問題：
（1）此原電池的正極是石墨a（填“a”或“b”），發(fā)生還原反應．
（2）電池工作時，鹽橋中的SO₄^2-移向乙（填“甲”或“乙”）燒杯．
（3）兩燒杯中的電極反應式分別為：甲MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O，乙5Fe²⁺-5e^-═5Fe³⁺．
（4）若不考慮溶液的體積變化，MnSO₄濃度變?yōu)?.5mol•L^-1，則反應中轉移的電子為0.5mol．

Answer 1

分析 （1）反應2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄═2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+8H₂O可知，KMnO₄作氧化劑，發(fā)生還原反應；
（2）電池工作時，陰離子向負極移動；
（3）甲燒杯中的電極發(fā)生還原反應；乙燒杯中的電極發(fā)生氧化反應；
（4）溶液中的MnSO₄濃度由1mol•L^-1變?yōu)?.5mol•L^-1，計算物質的量，結合化合價的變化可計算轉移電子的物質的量．

解答 解：（1）根據題目提供的總反應方程式可知，KMnO₄作氧化劑，發(fā)生還原反應，故石墨a是正極，故答案為：a；還原；
（2）電池工作時，SO₄^2-向負極移動，即向乙燒杯移動，故答案為：乙；
（3）甲燒杯中的電極反應式為MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O；乙燒杯中的電極反應式為5Fe²⁺-5e^-═5Fe³⁺，
故答案為：MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O；5Fe²⁺-5e^-═5Fe³⁺；
（4）溶液中的MnSO₄濃度由1mol•L^-1變?yōu)?.5mol•L^-1，由于溶液的體積未變，則反應過程中生成的MnSO₄的物質的量為0.5mol•L^-1×0.2L=0.1mol，轉移的電子為0.1mol×5=0.5mol．
故答案為：0.5．

點評 本題綜合考查原電池知識，側重于學生的分析能力的考查，為高考常見題型和高頻考點，注意把握原電池的工作原理，答題時注意體會電極方程式的書寫方法，難度不大．