Question

4．下面是常見的電化學(xué)裝置圖：

請(qǐng)回答以下問題：
（1）圖1中銅板上鐵鉚釘處容易生銹，被腐蝕的金屬是鐵，原電池的負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)是Fe-2e^-═Fe²⁺
（2）圖2中A是用CuCl₂溶液和品紅溶液的混合液潤濕的濾紙，用石墨作電極，通電后發(fā)現(xiàn)乙周圍濾紙褪色，a極為負(fù) 極，乙為陽極．（提示：氯氣可使品紅溶液褪色）
（3）圖3中c、d是多孔石墨電極，斷開K₂，閉合K₁一段時(shí)間，觀察到兩只玻璃管內(nèi)都有氣泡將電極包圍，d極上的電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，OH^-向c（填c或d）極移動(dòng)．然后斷開K₁，閉合K₂，觀察到電流計(jì)A的指針有偏轉(zhuǎn)．c極上的電極反應(yīng)式為O₂+H₂O+4e^-=4OH^-，OH^-向d（填c或d）極移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）金屬在潮濕的空氣中易發(fā)生吸氧腐蝕，在原電池的正極是氧氣得電子的過程；
（2）用石墨作電極，通電后發(fā)現(xiàn)乙周圍濾紙褪色，說明乙處生成氯氣即為陽極，與之相連的b為正極，甲為陰極，與之相連的a為負(fù)極；
（3）斷開K₂閉合K₁一段時(shí)間，形成電解池，d和電源的負(fù)極相連，是陰極，該極上氫離子得電子放出氫氣，OH^-向陽極移動(dòng)；
斷開K₁，閉合K₂時(shí)，形成氫氧燃料電池，電極d處為氫氣是負(fù)極，電極c處為氧氣是正極，該極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，OH^-向負(fù)極移動(dòng)．

解答 解：（1）銅板上鐵鉚釘處容易生銹，是因?yàn)榻饘勹F、銅、潮濕的空氣形成了原電池，其中活潑金屬鐵發(fā)生了吸氧腐蝕的結(jié)果，在該原電池的負(fù)極上是鐵失電子的過程，反應(yīng)為Fe-2e^-═Fe²⁺，
故答案為：鐵；Fe-2e^-═Fe²⁺；
（2）用石墨作電極，通電后發(fā)現(xiàn)乙周圍濾紙褪色，說明乙處生成氯氣即為陽極，與之相連的b為正極，甲為陰極，與之相連的a為負(fù)極；故答案為：負(fù)；陽；
（3）斷開K₂閉合K₁一段時(shí)間，形成電解池，d和電源的負(fù)極相連，是陰極，氫離子得電子放出氫氣，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，OH^-向陽極c移動(dòng)；
斷開K₁，閉合K₂時(shí)，形成氫氧燃料電池，電極d處為氫氣是負(fù)極，電極c處為氧氣是正極，該極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+H₂O+4e^-=4OH^-，OH^-向負(fù)極d移動(dòng)，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；c；O₂+H₂O+4e^-=4OH^-；d．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池以及電解池原理，明確離子放電順序是解本題關(guān)鍵，結(jié)合電極反應(yīng)進(jìn)行解答，難度中等．