Question

【題目】（1）某課外活動(dòng)小組用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問(wèn)題：

①若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，則A極的電極反應(yīng)式為____B極的Fe發(fā)生_____腐蝕（填“析氫”或“吸氧”）

②若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，則裝置內(nèi)總反應(yīng)的離子方程式為______；根據(jù)此時(shí)的裝置，判斷下列說(shuō)法正確的是_____(填序號(hào))

a. 溶液中Na＋向A極移動(dòng)

b. 從A極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán)

c. 反應(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度

d. 若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24L氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2mol電子

（2）海水中鋰元素儲(chǔ)量非常豐富，從海水中提取鋰的研究極具潛力。鋰是制造化學(xué)電源的重要原料。如LiFePO4電池中某電極的工作原理如下圖所示：

①已知該電池的電解質(zhì)為能傳導(dǎo)Li+的固體材料。放電時(shí)該電極是電池的_____極（填“正”或“負(fù)”），該電極反應(yīng)式為_____。

②用此電池電解含有0.1mol/LCuSO4和0.1mol/LNaCl的混合溶液100mL，假如電路中轉(zhuǎn)移了0.02mole－，且電解池的電極均為惰性電極，則陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是_____L。

Answer 1

【答案】O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 吸氧 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ b 正 FePO4+e-+Li+=LiFePO4 0.168L

【解析】

（1）①若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，構(gòu)成原電池，鐵是負(fù)極、石墨為正極；

②若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，構(gòu)成電解池，石墨作陽(yáng)極；

（2）①根據(jù)圖示，放電時(shí)FePO4得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LiFePO4；

②根據(jù)離子的放電順序，陽(yáng)極電極反應(yīng)依次為：2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑；

（1）①若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接，構(gòu)成原電池，鐵是負(fù)極、石墨為正極，電解質(zhì)為中性，屬于Fe的吸氧腐蝕，正極是氧氣得電子生成氫氧根離子，正極反應(yīng)式是O2＋2H2O＋4e－=4OH－；

②若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接，構(gòu)成電解池，石墨作陽(yáng)極，陽(yáng)極氯離子失電子生成氯氣、陰極氫離子得電子生成氫氣，則裝置內(nèi)總反應(yīng)的離子方程式為2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；a. 原電池中陽(yáng)離子移向陰極，所以溶液中Na＋向B極移動(dòng)，故a錯(cuò)誤；

b. A是陽(yáng)極，生成氯氣，所以從A極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán)，故b正確；

c. 電解飽和食鹽水放出氫氣和氯氣，所以反應(yīng)一段時(shí)間后加適量氯化氫可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度，故c錯(cuò)誤；

d.溶液中通過(guò)離子移動(dòng)導(dǎo)電，溶液中沒(méi)有電子移動(dòng)，故d錯(cuò)誤。

（2）①根據(jù)圖示，放電時(shí)FePO4得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LiFePO4，所以FePO4是負(fù)極，電極反應(yīng)式為FePO4+e-+Li+=LiFePO4；

②0.1 mol/LCuSO4和0.1 mol/LNaCl的混合溶液100 mL含有0.01molCuSO4和0.01molNaCl，陽(yáng)極電極反應(yīng)依次為：2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移了0.02 mole-時(shí)，生成氯氣0.005mol，轉(zhuǎn)移0.001mol電子，利用電子守恒生成氧氣0.0025mol，所以陽(yáng)極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積=（0.005mol+0.0025mol）×22.4L/mol=0.168L。