Question

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

請回答下列問題：
（1）電極X的材料是Fe；電解質溶液Y是AgNO₃溶液；
（2）銀電極為電池的正極；X電極上發(fā)生的電極反應為Fe-2e^-=Fe²⁺；
（3）鹽橋中的陽離子移動的方向是移向Y（移向X或移向Y）．
（Ⅱ）鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎．請回答鋼鐵腐蝕、防護過程中的有關問題．
（1）鐵在潮濕的空氣中容易被腐蝕為鐵銹（Fe₂O₃•xH₂O），反應的化學方程式為：4Fe+3O₂+xH₂O═2Fe₂O₃．xH₂O．生產中可用鹽酸來除鐵銹．現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應的化學方程式2FeCl₃+Fe═3FeCl₂．
（2）在實際生產中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕．裝置示意圖如圖2：請回答：
①A電極對應的金屬是銅（寫元素名稱），B電極的電極反應式是Cu²⁺+2e^-═Cu．
②若電鍍前鐵、銅兩電極的質量相同，電鍍完成后將它們取出洗凈、烘干、稱量，二者質量差為5.12g，則電鍍時電路中通過的電子為0.08mol．

Answer 1

分析 （I）由方程式2Ag⁺（aq）+Fe（s）=Fe²⁺（aq）+2Ag（s）可知，反應中Ag⁺被還原，應為正極反應，則電解質溶液為硝酸銀溶液，F(xiàn)e被氧化，應為原電池負極反應，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，能和鹽酸反應生成氯化鐵和水，鐵和氯化鐵發(fā)生氧化還原反應生成氯化亞鐵；
（2）①電鍍時，鍍層作陽極，鍍件作陰極；
②電鍍時，陽極上金屬失電子導致金屬質量減少，陰極上析出金屬，導致質量增加，電鍍后兩極質量差的一半為陰極上析出的銅質量，根據(jù)析出銅質量和轉移電子之間的關系式計算．

解答 解：（I）由方程式2Ag⁺（aq）+Fe（s）=Fe²⁺（aq）+2Ag（s）可知，反應中Ag⁺被還原，應為正極反應，則電解質溶液為硝酸銀溶液，F(xiàn)e被氧化，應為原電池負極反應，在裝置圖中X為Fe，Y為硝酸銀溶液，
（1）電極X的材料是 Fe；電解質溶液Y是AgNO₃溶液；故答案為：Fe；AgNO₃溶液；
（2）反應中Ag⁺被還原，應為正極反應，X電極上發(fā)生的電極反應為：Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案為：正；Fe-2e^-=Fe²⁺；
（3）陽離子向正極移動，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)生氧化還原反應生成氯化亞鐵，
反應方程式為2FeCl₃+Fe═3FeCl₂，
故答案為：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂；
（2）①在鐵上鍍銅時，銅作陽極連接原電池正極，鐵作陰極連接原電池負極，所以A為銅，B為鐵，鐵電極上銅離子得電子生成銅單質，
電極反應式為 Cu²⁺+2e^-═Cu，
故答案為：銅；Cu²⁺+2e^-═Cu；
②電鍍時，陽極上金屬失電子導致金屬質量減少，陰極上析出金屬，導致質量增加，電鍍后兩極質量差的一半為陰極上析出的銅質量，
所以陰極上析出銅的質量=5.12g×$\frac{1}{2}$=2.56g，轉移電子的物質的量=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.08 mol，
故答案為：0.08．

點評 本題考查了原電池的設計、原電池和電解池原理的應用等知識點，根據(jù)電鍍原理、金屬的腐蝕與防護來分析解答即可，題目難度中等．