Question

【題目】某課外小組分別用下圖所示裝置對(duì)原電池和電解池原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

請(qǐng)回答：

Ⅰ．用如圖所示裝置進(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)為________。

(3)實(shí)驗(yàn)過程中，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．用圖所示裝置進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，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。查閱資料發(fā)現(xiàn)，高鐵酸根（FeO42－）在溶液中呈紫紅色。

(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(yīng)為Fe－6e－＋8OH－==Fe＋4H2O和_____________。

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

Answer 1

【答案】A 2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－) 從右向左 濾紙上M極附近有紅褐色斑點(diǎn)產(chǎn)生(答出“紅褐色斑點(diǎn)”或“紅褐色沉淀”即可) 增大 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 2Fe＋6e－＋5H2O===Fe2O3＋10OH－

【解析】

Ⅰ.圖1中,左邊裝置是原電池,較活潑的金屬鋅作負(fù)極,較不活潑的金屬銅作正極,如果要找電極材料代替銅,所找材料必須是不如鋅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?/span>；M是陽(yáng)極,N是陰極,電解池中陰極上陽(yáng)離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),原電池放電時(shí),陰離子向負(fù)極移動(dòng)；據(jù)以上分析解答。
Ⅱ.該電解池中,陽(yáng)極材料是活潑金屬,則電解池工作時(shí),陽(yáng)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng),同時(shí)氫氧根離子失電子生成氧氣；在堿性鋅電池中,正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；據(jù)以上分析解答。

Ⅰ．（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�，鋁是比鋅活潑的金屬，所以不能代替銅，故選A；綜上所述，本題選A。

（2）N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：2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-）；綜上所述，本題答案是：2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)。

（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；綜上所述，本題答案是：從右向左；濾紙上M極附近有紅褐色斑點(diǎn)產(chǎn)生(答出“紅褐色斑點(diǎn)”或“紅褐色沉淀”即可) 。

Ⅱ．（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；綜上所述，本題答案是：增大。

(5) 鐵是活潑金屬，電解池工作時(shí)，陽(yáng)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O和4OH--4e-=2H2O+O2↑；綜上所述，本題答案是：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。

(6)在堿性鋅電池中，堿性環(huán)境下，高鐵酸根離子在正極發(fā)生還原反應(yīng)生成氧化鐵，該電池正極發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)為：2Fe＋6e－＋5H2O===Fe2O3＋10OH－；綜上所述，本題答案是：2Fe＋6e－＋5H2O===Fe2O3＋10OH－。