Question

某反應中反應物與生成物有：FeCl₂、FeCl₃、CuCl₂、Cu．

（1）將上述反應設計成的原電池如圖甲所示，請回答下列問題：
①圖中X溶液是

 

；
②原電池工作時，鹽橋中的

 

離子（填“K⁺”或“Cl^-”）不斷進入X溶液中．
（2）將上述反應設計成的電解池如圖乙所示，乙燒杯中金屬陽離子的物質(zhì)的量與電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的變化關系如圖丙，請回答下列問題：
①M是

 

極；
②圖丙中的②線是

 

離子的變化．
③當電子轉(zhuǎn)移為2mol時，向乙燒杯中加入

 

L 5mol?L^-1 NaOH溶液才能使所有的金屬陽離子沉淀完全．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）①該反應為2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，Cu做負極，石墨為正極，X為FeCl₃和FeCl₂溶液；
②鹽橋中陽離子向正極移動
（2）①根據(jù)丙圖可知溶液中有三種金屬陽離子，而根據(jù)X的成分可知X中只有兩種金屬陽離子，說明在電解過程中還有Cu²⁺生成，因此Cu做陽極，石墨做陰極；
②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽離子的物質(zhì)的量的變化確定曲線對應的離子；
③結(jié)合轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量計算．

解答： 解：（1）①據(jù)反應物和生成物可以確定該反應為2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，所以X為FeCl₃和FeCl₂溶液，
故答案為：FeCl₃和FeCl₂； 
②Cu做負極，石墨作正極，鹽橋中陽離子向正極移動，則K⁺不斷移向正極即進入X溶液中，
故答案為：K⁺； 
（2）①根據(jù)丙圖可知溶液中有三種金屬陽離子，而根據(jù)X的成分可知X中只有兩種金屬陽離子，說明在電解過程中還有Cu²⁺生成，因此Cu做陽極，石墨做陰極，則M為負極，N為正極；
故答案為：負；
②在電解過程中有Cu²⁺生成，則Cu²⁺的物質(zhì)的量從零逐漸增大，所以③為Cu²⁺，
由圖可知，①表示的金屬離子的物質(zhì)的量正極減少，則為Fe³⁺，所以②為Fe²⁺，
故答案為：Fe²⁺； 
③當電子轉(zhuǎn)移為2mol時，溶液中有Fe³⁺ 2mol，F(xiàn)e²⁺ 3mol，Cu²⁺為1mol，所以需要加入NaOH溶液14mol，所以NaOH溶液等體積為

14mol

5mol/L

=2.8L，
故答案為：2.8．

點評：本題綜合電解原理以及原電池知識，綜合性強，難度大，主要考查學生分析問題的能力，是高考的熱點習題．