Question

化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化，是能量轉(zhuǎn)化的重要方式之一，如圖所示兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置是實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置．
（1）把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置是

 

（填“甲”或“乙”）
（2）④電極上的電極反應(yīng)式為

 

（3）①電極上的電極反應(yīng)式為

 

檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是

 

（4）甲、乙兩裝置電極附近的溶液首先變紅的電極分別是

 

、

 

（填序號）
（5）寫出裝置甲的反應(yīng)總方程式

 

（6）電解500mL飽和氯

 

化鈉溶液時(shí)，若電路中轉(zhuǎn)移了0.4mol的電子時(shí)，陽極生成氣體

 

g，陽極和陰極生成氣體物質(zhì)的量之比為

 

．假定反應(yīng)前后體積不變，電解后的溶液中氫氧根離子的濃度為

 

mol/L．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）沒有外接電源且能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池；
（2）乙裝置為原電池，鐵易失電子作負(fù)極，碳作正極；
（3）甲裝置為電解池，碳作陽極，陽極上氯離子放電；氯氣和碘離子反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘遇淀粉試液變藍(lán)色；
（4）有氫氧根離子生成的電極附近溶液先變紅；
（5）甲裝置中，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電；
（6）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒結(jié)合電極反應(yīng)計(jì)算．

解答： 解：（1）沒有外接電源且能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池，原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，乙裝置能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，符合原電池條件，所以乙屬于原電池，故答案為：乙；
（2）乙裝置為原電池，鐵易失電子作負(fù)極，碳作正極，所以④電極上電極反應(yīng)式為：Fe-2e-═Fe²⁺，故答案為：Fe-2e-═Fe²⁺；
（3）甲裝置為電解池，碳作陽極，陽極①上氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，氯氣和碘離子反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘遇淀粉試液變藍(lán)色，所以可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，如果試紙變?yōu)樗{(lán)色，說明有氯氣生成，
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；把濕潤的淀粉KI試紙置于①極附近，若試紙變藍(lán)，則說明有Cl₂生成；
（4）甲裝置中，陰極上氫離子放電，同時(shí)電極附近生成氫氧根離子，乙裝置中碳電極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，酚酞試液遇堿變紅色，所以甲、乙兩裝置電極附近的溶液首先變紅的電極分別是②、③，故答案為：②；③；
（5）甲裝置中，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電生成氫氣，所以電池反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（6）電解500mL的NaCl溶液，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，轉(zhuǎn)移0.4mol的電子時(shí)，陽極反應(yīng)為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，生成氣體的質(zhì)量為：

0.4

2

×71=14.2g，陰極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-═H₂↑，消耗的氫離子物質(zhì)的量為：0.4mol，則生成的氫氧根的物質(zhì)的量為0.4mol，所以陽極和陰極生成氣體物質(zhì)的量之比為1：1，則氫氧根的物質(zhì)的量濃度=

0.4

0.5

=0.8mol/L，故答案為：14.2，1：1，0.8mol/L．

點(diǎn)評：本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)是否有外接電源判斷原電池和電解池，再結(jié)合各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)來分析解答，知道氯氣的檢驗(yàn)方法，題目難度不大．