Question

4．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)：
（1）如圖1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）：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺
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12g，導(dǎo)線中通過0.2 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2H⁺+2e^-=H₂↑，
這是由于NH₄Cl溶液顯酸性（填“酸性”“堿性”或“中性”），用離子方程式表示溶液顯此性的原因NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺．

（3）如圖2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）為陰極（填正、負(fù)、陰、陽），乙裝置中與銅線相連石墨（2）電極上發(fā)生的反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)自發(fā)氧化還原反應(yīng)知識(shí)來書寫，并根據(jù)兩極反應(yīng)結(jié)合兩極質(zhì)量變化進(jìn)行計(jì)算；
（2）氯化銨中，銨根離子水解導(dǎo)致溶液顯示酸性，正極生成氫氣；
（3）根他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，則乙裝置是電解池，甲裝置是原電池．

解答 解：（1）設(shè)計(jì)的原電池裝置的自發(fā)氧化還原反應(yīng)是：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，設(shè)電子轉(zhuǎn)移量是x，則64×0.5x+56×0.5x=12，解得x=0.2，
故答案為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；0.2；
（2）氯化銨中，銨根離子水解導(dǎo)致溶液顯示酸性，實(shí)質(zhì)是：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，正極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；酸性；NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（3）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，則乙裝置是電解池，甲裝置是原電池，F(xiàn)e是負(fù)極，Cu絲是正極，所以其中與銅線相連石墨電極是陽極，該極上發(fā)生的反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案為：陰；2Cl^--2e^-=Cl₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及原電池、電解池的工作原理以及電極反應(yīng)式的書寫和電子守恒的應(yīng)用知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，屬于綜合知識(shí)的考查，難度中等．