Question

【題目】某課外小組分別用如圖所示裝置對原電池和電解池原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

請回答：

Ⅰ.用圖1所示裝置進(jìn)行第一組實(shí)驗(yàn)。

（1）在保證電極反應(yīng)不變的情況下，不能替代Cu作電極的是____(填序號)。

A．鋁 B．石墨 C．銀 D．鉑

（2）N極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)為___。

（3）實(shí)驗(yàn)過程中，SO42-___(填“從左向右”、“從右向左”或“不”)移動(dòng)；濾紙上能觀察到的現(xiàn)象有___。

Ⅱ.用圖2所示裝置進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色；停止實(shí)驗(yàn)，鐵電極明顯變細(xì)，電解液仍然澄清。查閱資料發(fā)現(xiàn)，高鐵酸根(FeO42-)在溶液中呈紫紅色。

（4）電解過程中，X極區(qū)溶液的pH___(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（5）電解過程中，Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe－6e-＋8OH-=FeO42-＋4H2O、___。

（6）若在X極收集到672mL氣體，在Y極收集到168mL氣體(均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積)，則Y電極(鐵電極)質(zhì)量減少___g。

（7）在堿性鋅電池中，用高鐵酸鉀作為正極材料，電池反應(yīng)：2K2FeO4＋3Zn=Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2，該電池正極發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)為___。

Answer 1

【答案】A 2H＋＋2e-=H2↑ 從右向左 濾紙上M極附近有紅褐色斑點(diǎn)產(chǎn)生 增大 4OH-－4e-=2H2O＋O2↑ 0.28 2FeO42-＋6e-＋5H2O=Fe2O3＋10OH-

【解析】

圖1裝置左側(cè)是原電池，發(fā)生的電極反應(yīng)式，鋅電極：，銅電極： ；右側(cè)為電解池，電解液為溶液， 電極為陽極，電極反應(yīng)式為： ， 電極為陰極，電極反應(yīng)式為：；圖2裝置電極為陽極，電極反應(yīng)式為：Fe－6e-＋8OH-=FeO42-＋4H2O、4OH-－4e-=2H2O＋O2↑， 電極為陰極，電極反應(yīng)式為：。

I．（1）電極反應(yīng)不變的情況下，只有在金屬活動(dòng)順序表中活潑性低于銅才可以替代Cu作電極，只有鋁的活潑性大于銅，因此選鋁；

（2）電極為陰極，考慮陽離子的放電順序，該環(huán)境中陽離子為 ，根據(jù)放電順序， 發(fā)生反應(yīng)，電極反應(yīng)式為： ；

（3） 在溶液中從正極移向負(fù)極，所以從右向左移動(dòng)；電極為陽極，電極反應(yīng)式為：， ，被氧化成 ，所以可以看到，在電極附近有紅褐色斑點(diǎn)產(chǎn)生；

故答案為：A；2H＋＋2e-=H2↑；從右向左；濾紙上M極附近有紅褐色斑點(diǎn)產(chǎn)生；

II．（4） 圖裝置中X極為陰極，電極反應(yīng)式為：，消耗氫離子，所以X極區(qū)溶液的pH增大；

（5）Y極為陽極，堿性環(huán)境溶液不渾濁，則Fe－6e-＋8OH-=FeO42-＋4H2O，且（6）中涉及到Y極有氣體產(chǎn)生，所以溶液中的陰離子OH-也會放電，發(fā)生電極反應(yīng)：4OH-－4e-=2H2O＋O2↑；

（6）X極的氣體，Y極氣體，X極得到電子，Y極生成氣體失去，則鐵失去電子，則鐵的質(zhì)量減少；

（7）在堿性鋅電池中，用高鐵酸鉀作為正極材料，電池總反應(yīng)：2K2FeO4＋3Zn=Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)特點(diǎn)，該電池正極發(fā)生還原反應(yīng)：2FeO42-＋6e-＋5H2O=Fe2O3＋10OH-；

故答案為：增大；4OH-－4e-=2H2O＋O2↑；0.28；2FeO42-＋6e-＋5H2O=Fe2O3＋10OH-。