Question

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。

 

圖1 圖2

請(qǐng)回答:

Ⅰ.用圖1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　　　(填字母序號(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(guò)程中,S　　　　　　(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2所示裝置進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)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(Fe)在溶液中呈紫紅色。

(4)電解過(guò)程中,X極區(qū)溶液的pH　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。 

(5)電解過(guò)程中,Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O和　　　　　　。 

(6)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(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積),則Y電極(鐵電極)質(zhì)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(yīng)為:

2K2FeO4+3ZnFe2O3+ZnO+2K2ZnO2

該電池正極發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

 

Answer 1

(1)A　 (2)2H++2e-H2↑(或2H2O+2e-H2↑+2OH-)

(3)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)

(4)增大　(5)4OH--4e-2H2O+O2↑

(6)0.28　(7)2Fe+6e-+5H2OFe2O3+10OH-

【解析】(1)鋁與CuSO4溶液反應(yīng),且比Zn活潑;(2)N極為陰極,發(fā)生得電子反應(yīng),溶液中只有H+得電子;(3)S向負(fù)極(左)移動(dòng),濾紙上陰極有OH-生成、陽(yáng)極有Fe2+生成,兩離子生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色;(4)X極是陰極,H+得電子,所以pH增大;(5)兩極均有氣體產(chǎn)生,可知陽(yáng)極生成的氣體只能是氧氣;(6)X極收集n(H2)=0.03 mol,得0.06 mol電子,Y極收集n(O2)=0.007 5 mol,OH-失去0.03 mol電子,所以參加反應(yīng)的n(Fe)==0.005 mol;(7)第一步,標(biāo)化合價(jià)看化合價(jià)變化:鐵的化合價(jià)降低3價(jià);第二步,依據(jù)得失電子寫(xiě)2Fe+6e-Fe2O3;第三步,依據(jù)電荷守恒,結(jié)合電解質(zhì)溶液顯堿性配平得電極反應(yīng):2Fe+6e-+5H2OFe2O3+10OH-