Question

(10分)電解原理和原電池原理是電化學(xué)的兩個(gè)重要內(nèi)容。某興趣小組做如下探究實(shí)驗(yàn)：

Ⅰ．（1）如圖為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：(用離子方程式表示)_______________________________設(shè)計(jì)的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，導(dǎo)線中通過(guò)________mol電子。
（2）其他條件不變，若將CuCl₂溶液換為NH₄Cl溶液，石墨電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________，這是由于NH₄Cl溶液顯________(填“酸性”“堿性”或“中性”)，用離子方程式表示溶液顯此性的原因____________________________________________。
（3）如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，則乙裝置中石墨（1）為_(kāi)_______極(填正、負(fù)、陰、陽(yáng))，乙裝置中與銅線相連石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)式為_(kāi)________________________________。

Ⅱ．如右圖所示裝置，通電5 min后，第③極增重2．16 g，同時(shí)在A池中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體224 mL。
請(qǐng)完成下列問(wèn)題：

①第②極上生成的物質(zhì)為_(kāi)_______mol。
②寫出第①極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式_________________________。
③設(shè)A池中原混合液的體積為200 mL，則通電前A池原混合液中Cu^2＋的濃度為_(kāi)_______ mol/L。

Answer 1

Ⅰ．（1）Fe＋Cu^2＋=Fe^2＋＋Cu　   0．2
（2）2H^＋＋2e^－=H₂↑  　酸性        NH₄⁺＋H₂ONH₃·H₂O＋H^＋
（3）　陰     2Cl^－－2e^－=Cl₂↑
Ⅱ．（1）①0．005   �、贑u^2＋＋2e^－=Cu　2H^＋＋2e^－=H₂↑（共1分）　  ③0．025

試題分析：Ⅰ．由圖可知該裝置為原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生：Fe-2e^-=Fe^2-，石墨為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，總反應(yīng)式為Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12g，
則Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu  兩極質(zhì)量差△m   轉(zhuǎn)移電子
56g         64g    56g+64g=120g       2mol
12g                 n
n=0．2mol
（2）若將CuCl₂溶液換為NH₄Cl溶液，溶液呈酸性，發(fā)生：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，負(fù)極發(fā)生2H⁺+2e^-═H₂↑，負(fù)極發(fā)生Fe-2e^-=Fe^2-。
（3）將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，則甲裝置為原電池，鐵做負(fù)極，銅為正極。乙裝置為電解池，石墨（1）為陰極，乙裝置中與銅線相連石墨電極為陽(yáng)極。發(fā)生的反應(yīng)式為2Cl^－－2e^－=Cl₂↑
Ⅱ．由圖可知，B裝置為電解池，第③極增重2．16g，發(fā)生Ag⁺+e^-=Ag，n（Ag）=0．02mol，則轉(zhuǎn)移電子為0．02mol，
A池中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體224mL，所以氣體的物質(zhì)的量為0．224L/22．4L/mol=0．01mol，
A裝置中陽(yáng)極發(fā)生4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，轉(zhuǎn)移0．02mol電子。第②極生成氣體為0．005mol，
所以第①極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為
2H⁺+2e^-=H₂↑，
0．01  0．005
Cu²⁺+2e^-=Cu
0．005 0．01
即Cu²⁺的物質(zhì)的量為(0．02?0．005×2)/ 2=0．005mol，
c（Cu²⁺）=0．005mo/l0．2L=0．025mol/L。