Question

【題目】某課外小組分別用如圖所示裝置對(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___（填字母序號(hào)）。

A.鋁 B.石墨 C.銀 D.鉑

（2）N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-___（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(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（FeO42-）在溶液中呈紫紅色。

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

（5）電解過(guò)程中，Y極發(fā)生的電極反應(yīng)之一為Fe﹣6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，若在X極收集到784mL氣體，在Y極收集到112mL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。

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

Answer 1

【答案】A 2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-) 從右向左 濾紙上有紅褐色斑點(diǎn) 增大 0.56 2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-

【解析】

Ⅰ.圖1中左邊為原電池，由于Zn比Cu活潑，則Zn為負(fù)極，Cu為正極，M為陽(yáng)極，N為陰極；

（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姷姆墙饘伲�鋁是比鋅活潑的金屬，所以不能代替銅，故選 。

（2） 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：（或）。

（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。

Ⅱ.圖2中Y（Fe）為陽(yáng)極，X（C）為陰極；

（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 增大。

（5） 電極上析出的是氫氣， 電極上析出的是氯氣，且 電極失電子進(jìn)入溶液，設(shè)鐵質(zhì)量減少為 ，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等得 ，解得。

（6）正極上高鐵酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為 。