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    为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。
     
    I．用图甲所示装置进行第一组实验时：
    （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．石墨 B．镁 C．银 D．铂
    （2）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         。
    II．该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色：停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根（FeO42-）在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，回答下列问题：
    （3）电解过程中，X极溶液的pH        （填“增大”“减小”或“不变”）
    （4）电解过程中，Y极发生的电极反应为4OH?－4e?=2H2O+O2↑和               。
    （5）电解进行一段时间后，若在X极收集到672mL气体，Y电极（铁电极）质量减小0．28g，则在Y极收集到气体为       mL（均已折算为标准状况时气体体积）。
    （6）K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电池反应为：
    2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2，该电池正极发生的电极反应式为             。

    （1）B （2）从右向左； 滤纸上有蓝色沉淀产生 （3）增大 （4）Fe ? 6e?+ 8OH?=FeO42? + 4H2O
    （5）168 （6）2FeO42? + 6e? + 5H2O=Fe2O3 + 10OH?

    解析试题分析：（1）甲装置是原电池，Zn作负极，Cu作正极。若要保证电极反应不变，则另一个电极的活动性只要比Zn弱即可。根据金属活动性顺序，Mg>Zn，不能是Mg。（2）根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，实验过程中，SO42?会向正电荷较多的Zn电极方向移动。即从右向左移动。此时由于在阳极上发生反应Cu-2e-=Cu2+，产生的Cu2+在溶液中发生反应Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓．所以在滤纸上能观察到的现象是有蓝色沉淀产生。（3）由图可知：X为阴极。电解过程中，X极上发生：2H++2e-=H2↑，破坏了水的电离平衡，水继续电离。最终导致溶液的C(OH-)增大，所以溶液的pH增大。（4）根据已知条件可知：在电解过程中，Y极发生的电极反应为4OH?－4e?=2H2O+O2↑和Fe ? 6e?+ 8OH?=FeO42? + 4H2O（5）n(H2)=0．672L÷22．4L/mol=0．03mol．n(e-)=0．06mol．在整个电路中电子转移数目相等。4×n(O2)+6×(0．28g÷56g/mol)= 0．06mol。解得n(O2)=0．0075mol．所以V(O2)= 0．0075mol×22．4L/mol= 0．168L =168ml． （6）K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池，Zn作负极，负极的电极反应式为3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2。K2FeO4在电池中作为正极材料，其电池反应为：2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2．用总反应式—负极电极式可得：该电池正极发生的电极反应式为2FeO42? + 6e? + 5H2O=Fe2O3 + 10OH?
    考点：考查原电池、电解池的电极反应、离子移动的方向及有关的计算的知识。

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    用惰性电极电解NaCl与NaHCO3的混合溶液，测得溶液的pH变化如图所示。

    （1）在0→t1时间内，两个电极上的电极反应式为：
    阳极：________________________________________________________________________；
    阴极：________________________________________________________________________。
    （2）用离子方程式表示0→t1时间内，溶液pH升高比较缓慢的原因：____________________________________________________________________________。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    工业上采用的一种污水处理方法是：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。某科研小组用此法处理污水，设计装置示意图，如图所示。

    （1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的________。

    A．BaSO4B．CH3CH2OHC．Na2SO4D．NaOH
    （2）电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是：
    ①___________________________________________________；
    ②___________________________________________________。
    （3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是__________            ____。
    （4）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32－－8e－=5CO2+2H2O。则正极的电极反应是                       。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是_________。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2 + Fe + 2H2OFe(OH)2 + Ni(OH)2。
    （1）若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是      （填序号）。

    A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2
    （2）用此蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了0.02 mole-，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题。
    ①电解M(NO3)x溶液时某一电极增加了g M，则金属M的相对原子质量为         （用含“、x”的表达式表示）。
    ②电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是          ；将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的PH=          。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。按要求回答下列问题：
    （1）通入空气的极发生的反应类型为___________（填“氧化”或“还原”）反应。
    （2）在电池工作过程中，O2－向_______移动，负极反应式为______________________。
    （3）每有1mol丁烷参加反应，理论上消耗氧气的物质的量为_____________。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na＋、Ag＋、NO3-、SO42-、Cl-，在如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8克。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：

    (1)M为电源的　 　极(填写“正”或“负”)，甲、乙两个烧杯中的电解质分别为　　   、　   (填写化学式)。
    (2)计算电极f上生成的气体在标准状况下体积为　　    L。
    (3)写出乙烧杯中的电解反应方程式：                                     。
    (4)若电解后甲溶液的体积为10L，则该溶液的pH为　      。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂（LiFePO4）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
    方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁［(CH3­COO) Fe］、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。
    方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
    在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）的结构简式如下：

    请回答下列问题：
    （1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
    （2）在方法一所发生的反应中， 除生成磷酸亚铁锂、乙酸外， 还有　　　　　　　　、　　　　　　　　、　　　　　　　　（填化学式）生成。
    （3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
    （4）写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
    （5）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    某物质A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。其 与水加成的产物B是一种常用的有机溶剂，在生活中有重要的应用。
    （1）A的电子式为________，B的分子式为________。
    若用B与O2制成燃料电池，并以稀硫酸溶液为电解质溶液，回答（2）-（5）题：
    （2）负极上的电极反应式为_______________________________________。
    （3）消耗标准状况下的5.6 L O2时，有__________mol电子发生转移。
    （4）开始放电时，正极附近溶液的pH__________(填“增大”、“减小”或“不变”)；
    （5）溶液中H+由___________区向__________区移动（填“正极”或“负极”）。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    将锌片和铜片以下图所示两种方式分别插入同浓度稀硫酸中。

    （1）以下叙述中，正确的是    （填标号）。

    A．装置甲、乙中铜片表面均无气泡产生
    B．装置甲、乙中稀硫酸的浓度均减小
    C．装置乙中锌片是正极，铜片是负极
    D．装置乙中产生气泡的速率比装置甲快
    （2）装置乙中，总反应的离子方程式为              ；若导线上通过0.2 mol电子，消耗锌的质量为        g。

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