Question

4．某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng)2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄═2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+8H₂O設(shè)計如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1mol•L^-1，溶液的體積均為200mL，鹽橋中裝有飽和K₂SO₄溶液．

回答下列問題：
（1）此原電池的正極是石墨a（填“a”或“b”），發(fā)生還原反應(yīng)．
（2）電池工作時，鹽橋中的SO₄^2-移向乙（填“甲”或“乙”）燒杯．
（3）兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為：甲MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O，乙5Fe²⁺-5e^-═5Fe³⁺．
（4）若不考慮溶液的體積變化，MnSO₄濃度變?yōu)?.5mol•L^-1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為0.5mol．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄═2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+8H₂O可知，KMnO₄作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）電池工作時，陰離子向負(fù)極移動；
（3）甲燒杯中的電極發(fā)生還原反應(yīng)；乙燒杯中的電極發(fā)生氧化反應(yīng)；
（4）溶液中的MnSO₄濃度由1mol•L^-1變?yōu)?.5mol•L^-1，計算物質(zhì)的量，結(jié)合化合價的變化可計算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）根據(jù)題目提供的總反應(yīng)方程式可知，KMnO₄作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，故石墨a是正極，故答案為：a；還原；
（2）電池工作時，SO₄^2-向負(fù)極移動，即向乙燒杯移動，故答案為：乙；
（3）甲燒杯中的電極反應(yīng)式為MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O；乙燒杯中的電極反應(yīng)式為5Fe²⁺-5e^-═5Fe³⁺，
故答案為：MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O；5Fe²⁺-5e^-═5Fe³⁺；
（4）溶液中的MnSO₄濃度由1mol•L^-1變?yōu)?.5mol•L^-1，由于溶液的體積未變，則反應(yīng)過程中生成的MnSO₄的物質(zhì)的量為0.5mol•L^-1×0.2L=0.1mol，轉(zhuǎn)移的電子為0.1mol×5=0.5mol．
故答案為：0.5．

點評 本題綜合考查原電池知識，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，為高考常見題型和高頻考點，注意把握原電池的工作原理，答題時注意體會電極方程式的書寫方法，難度不大．