【題目】某課外小組分別用圖中所示裝置對(duì)原電池和電解原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

請(qǐng)回答:

Ⅰ.用甲圖裝置進(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(hào))。

A.鋁 B.石墨 C.銀 D

2N極為_______(填 “正” “負(fù)” “陰” “陽(yáng)”)電極,發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為__________。

3實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,SO42________(從左向右”“從右向左”)移動(dòng);濾紙上能觀察到的現(xiàn)象有_____。

Ⅱ.用乙圖裝置進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,觀察到與第一組實(shí)驗(yàn)不同的現(xiàn)象: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。查閱資料得知,高鐵酸根離子(FeO)在溶液中呈紫紅色,且需堿性環(huán)境才可產(chǎn)生。

4電解過(guò)程中,X極區(qū)溶液的pH________(增大”“減小不變”)。

5電解過(guò)程中,Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為___________________________________。

6若在X極收集到672 mL氣體,在Y極收集到168 mL氣體(均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)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)為2K2FeO43Zn===Fe2O3ZnO2K2ZnO2。該電池正極發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)式為__________________________________

【答案】 A 2H2e=H2↑(2H2O2e=H22OH) 從右向左 濾紙上有紅褐色斑點(diǎn)產(chǎn)生(答出“紅褐色斑點(diǎn)”或“紅褐色沉淀”即可) 增大 Fe6e8OH=FeO424H2O 4OH4e=2H2OO2 0.28 2FeO426e5H2O=Fe2O310OH

【解析】(1)在保證電極反應(yīng)不變的情況下,仍然是鋅作負(fù)極,則正極材料必須是不如鋅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘,鋁是比鋅活潑的金屬,所以不能代替銅,故選A;

(2)N電極連接原電池負(fù)極,所以是電解池陰極,陰極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2H++2e-═H2↑(2H2O+2e-═H2↑+2OH-),故答案為:2H++2e-═H2↑(2H2O+2e-═H2↑+2OH-);

(3)原電池放電時(shí),陰離子向負(fù)極移動(dòng),所以硫酸根從右向左移動(dòng),電解池中,陰極上氫離子得電子生成氫氣,陽(yáng)極上鐵失電子生成亞鐵離子,亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵,氫氧化亞鐵被氧氣氧化生成氫氧化鐵,所以濾紙上有紅褐色斑點(diǎn)產(chǎn)生,故答案為:從右向左,濾紙上有紅褐色斑點(diǎn)產(chǎn)生;

(4)電解過(guò)程中,陰極上氫離子放電生成氫氣,則陰極附近氫氧根離子濃度大于氫離子溶液,溶液呈堿性,溶液的pH增大,故答案為增大;

(5)鐵是活潑金屬,電解池工作時(shí),陽(yáng)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng),氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng),所以發(fā)生的電極反應(yīng)式為:Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O4OH--4e-═2H2O+O2,故答案為:Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O;4OH--4e-═2H2O+O2;

(6)X電極上析出的是氫氣,Y電極上析出的是氧氣,且Y電極失電子進(jìn)入溶液,設(shè)鐵質(zhì)量減少為xg,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等有: ×2×4+×6,x=0.28故答案為:0.28g;

(7)正極上高鐵酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),反應(yīng)方程式為2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-,故答案為:2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-。

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3)質(zhì)量______; (4)氫原子數(shù)______。

.按要求寫出相應(yīng)的式子:

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