Question

【題目】為了探究原電池和電解池的工作原理，某研究性學(xué)習(xí)小組分別用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，回答下列問題。

Ⅰ.用甲裝置進(jìn)行第一組實(shí)驗(yàn)：

(1)Zn電極上的電極反應(yīng)式為___________________,在保證電極反應(yīng)不變的情況下，下列材料不能代替左側(cè)Cu電極（虛線方框內(nèi)）的是________(填序號)。

A.石墨 B.鎂 C.銀 D.鉑

(2)實(shí)驗(yàn)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.該小組同學(xué)用乙裝置進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，兩極均有氣體產(chǎn)生，且Y極溶液逐漸變成紫紅色，停止實(shí)驗(yàn)后觀察到鐵電極明顯變細(xì)，電解液仍然澄清。查閱資料知，高鐵酸根離子(FeO)在溶液中呈紫紅色。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及所查信息，填寫下列空白：

(3)電解過程中，X極溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(4)電解過程中，Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑和______________。

(5)已知K2FeO4和Zn可以構(gòu)成堿性電池，其中K2FeO4在電池中作正極材料，電池總反應(yīng)為2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2，則該電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_____________。

Answer 1

【答案】Zn-2e－===Zn2+ B 從右向左 濾紙上有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生 增大 Fe－6e－＋8OH－===FeO42-＋4H2O FeO42-＋6e－＋5H2O===Fe2O3＋10OH－

【解析】

甲為原電池，鋅比銅活潑，則鋅為負(fù)極，鋅失電子，生成鋅離子；銅為正極，銅離子得電子生成單質(zhì)銅；電池的內(nèi)電路中，陰離子向負(fù)極移動；外電路電解池中，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動；乙為電解池，鐵作陽極，鐵失電子，與溶液中的氫氧根離子反應(yīng)生成高鐵酸根離子和水；X電極作陰極，水得電子生成氫氣和氫氧根離子。

Ⅰ.(1)甲為原電池，Zn作電池的負(fù)極，鋅失電子生成鋅離子，Zn-2e－==Zn2+；原電池的正極的活潑性比負(fù)極差，則可換成石墨、銀、鉑，若換為Mg，則Mg作負(fù)極，符合題意，答案為B；

(2)電池的內(nèi)電路中硫酸根離子向負(fù)極移動，即從右向左移動；濾紙上的為電解池，M極為陰極，水電離的氫離子得電子生成氫氣，N極為陽極，銅失電子，與溶液中的氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化銅沉，則觀察到的現(xiàn)象為濾紙上有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生；

Ⅱ.(3)乙為電解池，X極作陰極，水得電子生成氫氣和氫氧根離子，電極附近的氫氧根離子濃度增大，則pH增大；

(4)電解時，Y極作陽極，根據(jù)現(xiàn)象和資料，電極有氣體生成，且鐵電極變細(xì)，則電極反應(yīng)為4OH－－4e－==2H2O＋O2↑和Fe－6e－＋8OH－==FeO42-＋4H2O；

(5)正極的高鐵酸根離子得電子與水反應(yīng)生成氧化鐵和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為FeO42-＋6e－＋5H2O===Fe2O3＋10OH－。