Question

【題目】某課外小組分別用下圖所示裝置對原電池和電解原理進行實驗探究。

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做電極的是_________（填字母序號）。

A．鋁

B．石墨

C．銀

D．鉑

（2）N極發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”）。電解過程中，Y極發生的電極反應為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O 和_______________。

（5）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。

Answer 1

【答案】A 2H++ 2e-= H2↑(2H2O + 2e-= H2↑+ 2OH-) 從右向左 濾紙上有紅褐色斑點產生 增大 4OH-- 4e-= 2H2O + O2↑ 0.28

【解析】

I（1）若用鋁代替銅，鋁的活潑性大于鋅，鋁作負極，石墨、銀、鉑代替銅，鋅依然作負極，不改變原電極反應，答案選A；

（2）左面的裝置為原電池，鋅為負極，右面的裝置為電解池，N極與負極連接，N為陰極，電解反應為2H++ 2e-= H2↑或(2H2O + 2e-= H2↑+ 2OH-)；

（3）SO42-移向負極，所以從右向左移動；M極生成亞鐵離子，與氫氧根離子反應生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧化為紅褐色的氫氧化鐵，所以濾紙上有紅褐色斑點產生；

II（4）X極為陰極，電極反應為2H2O + 2e-= H2↑+ 2OH-，X極區溶液的pH增大；兩極均有氣體產生，所以Y極發生的電極反應還有4OH-- 4e-= 2H2O + O2↑；

（5）X極收集到672 mL氫氣，轉移電子0.06mol；在Y極收集到168 mL氧氣，轉移電子0.03mol，根據電子守恒，發生Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O反應轉移電子0.03mol，所以消耗鐵0.005mol，質量減少0.005mol×56g/mol=0.28g。