Question

14．（Ⅰ）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag⁺（aq）+Fe（s）═Fe²⁺（aq）+2Ag（s）設(shè)計(jì)的原電池如1圖所示．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）電極X的材料是Fe；電解質(zhì)溶液Y是AgNO₃溶液；
（2）銀電極為電池的正極；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺；
（3）鹽橋中的陽(yáng)離子移動(dòng)的方向是移向Y（移向X或移向Y）．
（Ⅱ）鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)．請(qǐng)回答鋼鐵腐蝕、防護(hù)過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題．
（1）鐵在潮濕的空氣中容易被腐蝕為鐵銹（Fe₂O₃•xH₂O），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(lái)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2FeCl₃+Fe═3FeCl₂．
（2）在實(shí)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(qǐng)回答：
①A電極對(duì)應(yīng)的金屬是銅（寫(xiě)元素名稱），B電極的電極反應(yīng)式是Cu²⁺+2e^-═Cu．
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(shí)電路中通過(guò)的電子為0.08mol．

Answer 1

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(shí)，鍍層作陽(yáng)極，鍍件作陰極；
②電鍍時(shí)，陽(yáng)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(jì)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）反應(yīng)中Ag⁺被還原，應(yīng)為正極反應(yīng)，X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案為：正；Fe-2e^-=Fe²⁺；
（3）陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以移向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；
（2）①在鐵上鍍銅時(shí)，銅作陽(yáng)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(shí)，陽(yáng)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×$\frac{1}{2}$=2.56g，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.08 mol，
故答案為：0.08．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池的設(shè)計(jì)、原電池和電解池原理的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)電鍍?cè)�理、金屬的腐蝕與防護(hù)來(lái)分析解答即可，題目難度中等．