Question

（16分）如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题：

(1)打开K₂，闭合K₁，B为__________极，A的电极反应为______________，最终可观察到的现象是                         。

(2)打开K₁，闭合K₂，E为________极，检验F极产生气体的方法是                                            。

(3)若往U型管中滴加酚酞，进行(1)、(2)操作时，        极周围能变红（填A、B、E、或F，下同）。若滴加K₃[Fe(CN)₆]溶液，在            极周围溶液变为        色。

（4）若电源选用燃料电池，结构如图，以熔融碳酸盐为电解质（能够传导CO₃^2-），电池工作时电解质组成保持稳定，请写出正极反应的方程式                    ，若在标况下消耗11.2L的甲烷，电解NaCl溶液产生的H₂的物质的量为         mol（假设燃料电池能量转化率为75%）。

xk

Answer

(1)负；（1分）O2＋2H2O＋4e－===4OH－；（2分）溶液中有红褐色沉淀生成（2分）(2)阴；（1分）用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近F极，试纸变蓝，证明是氯气（2分）(3)A、E；（2分）B；（1分）蓝（1分）（4）2CO2+O2+4e-=2CO32-（2分）；1.5（2分）

【解析】（1）打开K2，闭合K1后，构成原电池，B是铁片，作负极，A是正极，由于溶液是氯化钠溶液，因此相当于铁的吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。铁失去电子生成亚铁离子，然后结合OH－生成Fe(OH)2沉淀，最终被氧化生成氢氧化铁沉淀。

（2）)打开K1，闭合K2，装置是电解池F是阳极，E是阴极，阳极氯离子放电，生成氯气，可利用氯气的氧化性来检验。

（3）在（1）中A是正极，有OH－生成，在（2）中阴极有OH－生成，即这两极溶液显红色。因为B极附近生成铁离子，所以溶液会变成蓝色。而在操作（2）铁作阴极不溶解，过不可能变蓝色。

（4）正极氧气得到电子，而电解质是熔融碳酸盐，导电离子是CO32-，所以正极反应的方程式为2CO2+O2+4e-=2CO32-。在反应中甲烷失去8个电子，因为电池能量转化率为75%，所以11.2L的甲烷实际失去电子为4mol×0.75＝3.0mol，依据电子得失守恒可知生成氢气1.5mol。