Question

【题目】某课外小组分别用图中所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。

请回答：

Ⅰ.用甲图装置进行第一组实验。

（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是________(填序号)。

A．铝 B．石墨 C．银 D．铂

（2）N极为_______（填 “正” “负” “阴” “阳”）电极，发生反应的电极反应式为__________。

（3）实验过程中，SO42－________(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有_____。

Ⅱ.用乙图装置进行第二组实验。实验过程中，观察到与第一组实验不同的现象：两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料得知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色，且需碱性环境才可产生。

（4）电解过程中，X极区溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。

（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为_______________和____________________。

（6）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少________g。

（7）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2。该电池正极发生的反应的电极反应式为__________________________________。

Answer 1

【答案】 A 阴 2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－) 从右向左 滤纸上有红褐色斑点产生(答出“红褐色斑点”或“红褐色沉淀”即可) 增大 Fe－6e－＋8OH－=FeO42－＋4H2O 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 0.28 2FeO42－＋6e－＋5H2O=Fe2O3＋10OH－

【解析】(1)在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，铝是比锌活泼的金属，所以不能代替铜，故选A；

(2)N电极连接原电池负极，所以是电解池阴极，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-═H2↑(或2H2O+2e-═H2↑+2OH-)，故答案为：2H++2e-═H2↑(或2H2O+2e-═H2↑+2OH-)；

(3)原电池放电时，阴离子向负极移动，所以硫酸根从右向左移动，电解池中，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，所以滤纸上有红褐色斑点产生，故答案为：从右向左，滤纸上有红褐色斑点产生；

(4)电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性，溶液的pH增大，故答案为：增大；

(5)铁是活泼金属，电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，氢氧根离子失电子发生氧化反应，所以发生的电极反应式为：Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O和4OH--4e-═2H2O+O2↑，故答案为：Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O；4OH--4e-═2H2O+O2↑；

(6)X电极上析出的是氢气，Y电极上析出的是氧气，且Y电极失电子进入溶液，设铁质量减少为xg，根据转移电子数相等有： ×2＝×4+×6，x=0.28，故答案为：0.28g；

(7)正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应，反应方程式为2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-，故答案为：2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-。