Question

如图一所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极．按要求回答下列问题：（1）打开K2，闭合K1，B为______极，

如图一所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极．按要求回答下列问题：（1）打开K2，闭合K1，B为______极，A的电极反应为______，最终可观察到的现象是______．（2）打开K1，闭合K2，E为______极，检验F极产生气体的方法是______．（3）若往U型管中滴加酚酞，进行（1）、（2）操作时，______极周围能变红（填A、B、E、或F）．（4）若电源选用燃料电池，结构如图二，以熔融碳酸盐为电解质（能够传导CO32-），电池工作时电解质组成保持稳定，请写出正极反应的方程式______，若在标况下消耗11.2L的甲烷，电解NaCl溶液产生的H2的物质的量为______mol______．

Answer 1

（1）当打开K₂，闭合K₁时，铁片、石墨和NaCl溶液构成原电池，负极为铁，电极反应式为：Fe-2e^-═Fe²⁺，正极为石墨，正极的电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，由于Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，所以可观察到的现象是：溶液中产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色，
故答案为：负；O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；溶液中产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色；
（2）当打开K₁，闭合K₂时，铁片、石墨和NaCl溶液构成电解池，阴极为铁，电极反应式为：2H⁺+2e^-═H₂↑，阳极为石墨，电极反应式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，检验Cl₂的方法是：用湿润的淀粉-KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气，
故答案为：阴；用湿润的淀粉-KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气；
（3）由于A极O₂得到电子产生OH^-，E极上水放电产生H₂和OH^-，均导致电极区域呈碱性，所以A、E电极周围遇酚酞变红，
故答案为：AE；
（4）甲烷燃料电池中，甲烷在负极反应，被氧化，负极反应为CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，正极上氧气得电子被还原，正极反应为2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-，若在标况下消耗11.2L的甲烷，即0.5mol，则转移电子4mol，由2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑可知，理论上生成氢气2mol，但燃料电池能量转化率为75%，则生成氢气的物质的量为2×75%=1.5mol，
故答案为：2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-；1.5．