Question

I.現將反應2Fe³⁺ + 2I^－ 2Fe²⁺ + I₂設計成如下圖所示的原電池

（1）能說明反應達到平衡的標志是__________；（填序號）
a.電流計讀數為零
b.電流計指針不再偏轉且不為零
c.電流計指針偏轉角度最大
（2）若鹽橋中裝有瓊脂-飽和KCl溶液，反應過程中的Cl^－移向燒杯________；（填“甲”或“乙”）
（3）反應達到平衡后，向甲中加入適量FeCl₂固體，此時___________（填“甲”或“乙”）中石墨電極為負極，對應的電極反應方程式為____________________________。
II．如下圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色。

（4）裝置乙中電極F的電極反應式____________________；
（5）相同條件下，裝置甲、乙的C、E電極生成物質的體積之比為____________________；
（6）欲用裝置丙進行粗銅精煉，電極G應該是____________________；
（7）裝置丁中電極_______附近紅褐色變深，說明氫氧化鐵膠粒帶正電荷。

Answer 1

（1）a（2）乙（3）甲，2Fe²⁺－2e^-＝ 2Fe³⁺
（4）2H⁺ + 2e^-＝ H₂↑（5）1：2（6）粗銅（7）Y

解析試題分析：（1）根據常溫下能自動發生的氧化還原反應都可設計成原電池，再利用正反應2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂可知，鐵元素的化合價降低，而碘元素的化合價升高，則圖中甲燒杯中的石墨作正極，乙燒杯中的石墨作負極，利用負極發生氧化反應，正極發生還原反應，當電流計為零時，說明沒有電子發生轉移，則反應達到平衡，故a正確；（2）陰離子向正極移動，故反應過程中的Cl^－移向乙燒杯；（3）當加入Fe²⁺，導致平衡逆向移動，則Fe²⁺失去電子生成Fe³⁺，作為負極，發生氧化反應，電極反應方程式為2Fe²⁺－2e^-＝ 2Fe³⁺；（4）根據圖片知，該裝置是電解池，將電源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色，說明F極附近有大量氫氧根離子，由此得出F極上氫離子放電生成氫氣，所以F極是陰極，電極反應式2H⁺ + 2e^-＝ H₂↑；（5）甲裝置中C電極上氫氧根離子放電生成氧氣，D電極上銅離子放電生成銅單質，生成1mol氧氣需要4mol電子，生成1mol銅時需要2mol，電子所以轉移相同物質的量的電子時生成單質的物質的量之比為1：2；（6）若用裝置丙進行粗銅精煉，電鍍時，鍍層作陽極，鍍件作陰極，故G為粗銅；（7）電解池中帶正電荷的微粒向陰極移動，帶負電荷的微粒向陽極移動，Y為陰電極，故電極Y附近紅褐色變深。
考點：設計原電池；原電池和電解池的工作原理