Question

(1)为了验证Fe²⁺与Cu²⁺氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是______，写出正极的电极反应_______。若构建原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过0.05 mol电子时，两个电极的质量差为________。

(2)将CH₄设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。

 

①实验测得OH^-定问移向B 电极，则_____处电极入口通甲烷(填A或B)，其电极反应式为___________。

②当消耗甲院的体积为33.6L(标准状况下)时，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为________。

(3)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为:3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH，原电池负极的电极反应式为__________；放电时每转移3mol 电子，有_____mol K₂FeO₄被还原，正极附近溶液的碱性________(填“增强”。“不变“或“减弱”)。

Answer

③ Cu2++2e-=Cu 3g B CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 9.6mol Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 1 增强

【解析】(1)①中铜是负极，碳是正极，铁离子在正极放电生成亚铁离子，不能比较Fe2+与Cu2+氧化性强弱；②中在常温下铁遇浓硝酸发生钝化，铁是正极，铜是负极，不能比较Fe2+与Cu2+氧化性强弱；③中铁是负极，碳是正极，铜离子在正极得到电子生成铜，能比较Fe2+与Cu2+氧化性强弱，正极的电极反应为Cu2++2e-=Cu。当导线中通过0.05mol电子时，消耗铁0.025mol×56＝1.4g，析出铜是0.025mol×64g/mol＝1.6g，则两个电极的质量差为1.4g+1.6g＝3.0g；(2)①实验测得OH-定问移向B电极，则B电极是负极，因此B处电极入口通甲烷，其电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。②甲院的体积为33.6L(标准状况下)，物质的量是1.5mol，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为1.5mol×80%×8＝9.6mol。(3)反应中锌失去电子，则原电池负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；铁元素化合价从+6价降低到+3价，放电时每转移3mol电子，有1molK2FeO4被还原。正极反应式为FeO42－+3e－+4H2O＝Fe(OH)3+5OH－，因此正极附近溶液的碱增强。