Question

【題目】某課外小組分別用下圖所示裝置對原電池和電解池原理進行實驗探究。

請回答：

Ⅰ．用如圖所示裝置進行第一組實驗。

(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)。

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(xiàn)象有__________________。

Ⅱ．用圖所示裝置進行第二組實驗。實驗過程中，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色；停止實驗，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產(chǎn)生(答出“紅褐色斑點”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是陽極,N是陰極,電解池中陰極上陽離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),原電池放電時,陰離子向負(fù)極移動；據(jù)以上分析解答。
Ⅱ.該電解池中,陽極材料是活潑金屬,則電解池工作時,陽極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng),同時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，陰離子向負(fù)極移動，所以硫酸根從右向左移動，電解池中，陰極上氫離子得電子生成氫氣，陽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產(chǎn)生(答出“紅褐色斑點”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，陽極上鐵失電子發(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－。