Question

（16分）如圖所示，A、F為石墨電極，B、E為鐵片電極。按要求回答下列問題：
(1)打開K₂，閉合K₁，B為__________極，A的電極反應為______________，最終可觀察到的現象是                        。

(2)打開K₁，閉合K₂，E為________極，檢驗F極產生氣體的方法是                                           。
(3)若往U型管中滴加酚酞，進行(1)、(2)操作時，       極周圍能變紅（填A、B、E、或F，下同）。若滴加K₃[Fe(CN)₆]溶液，在           極周圍溶液變?yōu)?u>       色。
（4）若電源選用燃料電池，結構如圖，以熔融碳酸鹽為電解質（能夠傳導CO₃^2-），電池工作時電解質組成保持穩(wěn)定，請寫出正極反應的方程式                   ，若在標況下消耗11.2L的甲烷，電解NaCl溶液產生的H₂的物質的量為        mol（假設燃料電池能量轉化率為75%）。
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Answer 1

(1)負；（1分）O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－；（2分）溶液中有紅褐色沉淀生成（2分）(2)陰；（1分）用濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近F極，試紙變藍，證明是氯氣（2分）(3)A、E；（2分）B；（1分）藍（1分）（4）2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-（2分）；1.5（2分）

（1）打開K₂，閉合K₁后，構成原電池，B是鐵片，作負極，A是正極，由于溶液是氯化鈉溶液，因此相當于鐵的吸氧腐蝕，正極反應式為O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－。鐵失去電子生成亞鐵離子，然后結合OH^－生成Fe(OH)₂沉淀，最終被氧化生成氫氧化鐵沉淀。
（2）)打開K₁，閉合K₂，裝置是電解池F是陽極，E是陰極，陽極氯離子放電，生成氯氣，可利用氯氣的氧化性來檢驗。
（3）在（1）中A是正極，有OH^－生成，在（2）中陰極有OH^－生成，即這兩極溶液顯紅色。因為B極附近生成鐵離子，所以溶液會變成藍色。而在操作（2）鐵作陰極不溶解，過不可能變藍色。
（4）正極氧氣得到電子，而電解質是熔融碳酸鹽，導電離子是CO₃^2-，所以正極反應的方程式為2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-。在反應中甲烷失去8個電子，因為電池能量轉化率為75%，所以11.2L的甲烷實際失去電子為4mol×0.75＝3.0mol，依據電子得失守恒可知生成氫氣1.5mol。