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極發生反應的電極反應為___。

（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，兩極均有氣體產生，Y極區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。查閱資料發現，高鐵酸根(FeO42-)在溶液中呈紫紅色。

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

（5）電解過程中，Y極發生的電極反應為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：2K2FeO4＋3Zn=Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2，該電池正極發生的反應的電極反應為___。

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生 增大 4OH-－4e-=2H2O＋O2↑ 0.28 2FeO42-＋6e-＋5H2O=Fe2O3＋10OH-

【解析】

圖1裝置左側是原電池，發生的電極反應式，鋅電極：，銅電極： ；右側為電解池，電解液為溶液， 電極為陽極，電極反應式為： ， 電極為陰極，電極反應式為：；圖2裝置電極為陽極，電極反應式為：Fe－6e-＋8OH-=FeO42-＋4H2O、4OH-－4e-=2H2O＋O2↑， 電極為陰極，電極反應式為：。

I．（1）電極反應不變的情況下，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，該環境中陽離子為 ，根據放電順序， 發生反應，電極反應式為： ；

（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，電極反應式為：， ，被氧化成 ，所以可以看到，在電極附近有紅褐色斑點產生；

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生；

II．（4） 圖裝置中X極為陰極，電極反應式為：，消耗氫離子，所以X極區溶液的pH增大；

（5）Y極為陽極，堿性環境溶液不渾濁，則Fe－6e-＋8OH-=FeO42-＋4H2O，且（6）中涉及到Y極有氣體產生，所以溶液中的陰離子OH-也會放電，發生電極反應：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：2K2FeO4＋3Zn=Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2，根據氧化還原反應特點，該電池正極發生還原反應：2FeO42-＋6e-＋5H2O=Fe2O3＋10OH-；

故答案為：增大；4OH-－4e-=2H2O＋O2↑；0.28；2FeO42-＋6e-＋5H2O=Fe2O3＋10OH-。