Question

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。

 

圖1 圖2

請回答:

Ⅰ.用圖1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　　　(填字母序號)。 

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,S　　　　　　(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2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,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)若在X極收集到672 mL氣體,在Y極收集到168 mL氣體(均已折算為標準狀況下的氣體體積),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產(chǎn)生(答出“紅褐色斑點”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向負極(左)移動,濾紙上陰極有OH-生成、陽極有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,標化合價看化合價變化:鐵的化合價降低3價;第二步,依據(jù)得失電子寫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-