Question

【題目】某課外小組分別用圖中所示裝置對原電池和電解原理進行實驗探究。

請回答：

Ⅰ.用甲圖裝置進行第一組實驗。

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

A．鋁 B．石墨 C．銀 D．鉑

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

（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.用乙圖裝置進行第二組實驗。實驗過程中，觀察到與第一組實驗不同的現(xiàn)象：兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色；停止實驗，鐵電極明顯變細，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)生的電極反應為_______________和____________________。

（6）若在X極收集到672 mL氣體，在Y極收集到168 mL氣體(均已折算為標準狀況時氣體體積)，則Y電極(鐵電極)質量減少________g。

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

Answer 1

【答案】 A 陰 2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－) 從右向左 濾紙上有紅褐色斑點產(chǎn)生(答出“紅褐色斑點”或“紅褐色沉淀”即可) 增大 Fe－6e－＋8OH－=FeO42－＋4H2O 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 0.28 2FeO42－＋6e－＋5H2O=Fe2O3＋10OH－

【解析】(1)在保證電極反應不變的情況下，仍然是鋅作負極，則正極材料必須是不如鋅活潑的金屬或導電的非金屬，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，電極反應式為：2H++2e-═H2↑(或2H2O+2e-═H2↑+2OH-)，故答案為：2H++2e-═H2↑(或2H2O+2e-═H2↑+2OH-)；

(3)原電池放電時，陰離子向負極移動，所以硫酸根從右向左移動，電解池中，陰極上氫離子得電子生成氫氣，陽極上鐵失電子生成亞鐵離子，亞鐵離子和氫氧根離子反應生成氫氧化亞鐵，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產(chǎn)生，故答案為：從右向左，濾紙上有紅褐色斑點產(chǎn)生；

(4)電解過程中，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，陽極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應，所以發(fā)生的電極反應式為：Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O和4OH--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電極失電子進入溶液，設鐵質量減少為xg，根據(jù)轉移電子數(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，反應方程式為2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-，故答案為：2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-。