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行實驗探究。

請回答：

Ⅰ.用圖1所示裝置進行第一組實驗。

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

Ⅱ.用圖2所示裝置進行第二組實驗。實驗過程中，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色；停止實驗，鐵電極明顯變細，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(均已折算為標準狀況下的氣體體積)，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極，所以從右向左移動；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，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-。