Question

3．已知：向FeCl₂溶液中滴加稀硝酸，溶液顏色由淺綠色變?yōu)樽攸S色．某同學(xué)用此反應(yīng)設(shè)計(jì)了如圖所示原電池．
（1）寫出FeCl₂與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（2）圖中電子流動(dòng)方向?yàn)閍極到b極．（填“a”或“b”）
（3）在乙燒杯中會(huì)觀察到的現(xiàn)象為生成無(wú)色氣體，遇到空氣變紅棕色，寫出乙燒杯中的電極反應(yīng)方程式4H⁺+NO₃^-+3e^-=NO↑+2H₂O．
（4）H⁺流向乙燒杯（填“甲”或“乙”），若一段時(shí)間內(nèi)流向該燒杯的H⁺有0.05mol，則消耗Fe²⁺2.8g．
（5）該裝置存在的缺點(diǎn)是（寫一點(diǎn)）正極生成的NO會(huì)污染空氣．

Answer 1

分析 （1）亞鐵離子與稀硝酸反應(yīng)生成NO、鐵離子和水；
（2）原電池中電子從負(fù)極流向正極；
（3）乙燒杯中硝酸根離子得電子生成NO，NO遇到空氣生成二氧化氮；
（4）原電池中，溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，根據(jù)電荷守恒計(jì)算；
（5）正極產(chǎn)物為有毒氣體．

解答 解：（1）亞鐵離子與稀硝酸反應(yīng)生成NO、鐵離子和水，則FeCl₂與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（2）亞鐵離子在負(fù)極上失電子，則a為負(fù)極，b為正極，原電池中電子從負(fù)極流向正極，即電子從a極流向b極；
故答案為：a；b；
（3）b為正極，正極上硝酸根離子得電子生成NO，則正極反應(yīng)式為：4H⁺+NO₃^-+3e^-=NO↑+2H₂O；乙燒杯中硝酸根離子得電子生成NO，NO遇到空氣生成二氧化氮，所以生成的無(wú)色氣體會(huì)變?yōu)榧t棕色；
故答案為：生成無(wú)色氣體，遇到空氣變紅棕色；4H⁺+NO₃^-+3e^-=NO↑+2H₂O；
（4）原電池中，溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則H⁺流向乙燒杯，若一段時(shí)間內(nèi)流向該燒杯的H⁺有0.05mol，則外電路中轉(zhuǎn)移電子為0.05mol，負(fù)極電極反應(yīng)為：Fe²⁺-e^-=Fe³⁺，則消耗Fe²⁺為0.05mol，其質(zhì)量為0.05mol×56g/mol=2.8g；
故答案為：乙；2.8；
（5）正極反應(yīng)式為：4H⁺+NO₃^-+3e^-=NO↑+2H₂O，正極產(chǎn)物NO為有毒氣體，會(huì)污染空氣；
故答案為：正極生成的NO會(huì)污染空氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子反應(yīng)、原電池原理的應(yīng)用、元素化合物的性質(zhì)，題目難度中等，注意把握原電池中正負(fù)極的判斷以及電極方程式的書(shū)寫，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．