题目内容
I.现将反应2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2设计成如下图所示的原电池
(1)能说明反应达到平衡的标志是__________;(填序号)
a.电流计读数为零
b.电流计指针不再偏转且不为零
c.电流计指针偏转角度最大
(2)若盐桥中装有琼脂-饱和KCl溶液,反应过程中的Cl-移向烧杯________;(填“甲”或“乙”)
(3)反应达到平衡后,向甲中加入适量FeCl2固体,此时___________(填“甲”或“乙”)中石墨电极为负极,对应的电极反应方程式为____________________________。
II.如下图所示的装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色。
(4)装置乙中电极F的电极反应式____________________;
(5)相同条件下,装置甲、乙的C、E电极生成物质的体积之比为____________________;
(6)欲用装置丙进行粗铜精炼,电极G应该是____________________;
(7)装置丁中电极_______附近红褐色变深,说明氢氧化铁胶粒带正电荷。
(1)a(2)乙(3)甲,2Fe2+-2e-= 2Fe3+
(4)2H+ + 2e-= H2↑(5)1:2(6)粗铜(7)Y
解析试题分析:(1)根据常温下能自动发生的氧化还原反应都可设计成原电池,再利用正反应2Fe3++2I-?2Fe2++I2可知,铁元素的化合价降低,而碘元素的化合价升高,则图中甲烧杯中的石墨作正极,乙烧杯中的石墨作负极,利用负极发生氧化反应,正极发生还原反应,当电流计为零时,说明没有电子发生转移,则反应达到平衡,故a正确;(2)阴离子向正极移动,故反应过程中的Cl-移向乙烧杯;(3)当加入Fe2+,导致平衡逆向移动,则Fe2+失去电子生成Fe3+,作为负极,发生氧化反应,电极反应方程式为2Fe2+-2e-= 2Fe3+;(4)根据图片知,该装置是电解池,将电源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F极附近显红色,说明F极附近有大量氢氧根离子,由此得出F极上氢离子放电生成氢气,所以F极是阴极,电极反应式2H+ + 2e-= H2↑;(5)甲装置中C电极上氢氧根离子放电生成氧气,D电极上铜离子放电生成铜单质,生成1mol氧气需要4mol电子,生成1mol铜时需要2mol,电子所以转移相同物质的量的电子时生成单质的物质的量之比为1:2;(6)若用装置丙进行粗铜精炼,电镀时,镀层作阳极,镀件作阴极,故G为粗铜;(7)电解池中带正电荷的微粒向阴极移动,带负电荷的微粒向阳极移动,Y为阴电极,故电极Y附近红褐色变深。
考点:设计原电池;原电池和电解池的工作原理
如下图装置所示,是用氢氧燃料电池B进行的某电解实验:
(1)若电池B使用了亚氨基锂(Li2NH)固体作为储氢材料,其储氢原理是:
Li2NH+H2=LiNH2+LiH ,则下列说法中正确的是 。
A.Li2NH中N的化合价是-1 |
B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂 |
C.Li+和H+的离子半径相等 |
D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同 |
① 若用固体Ca(HSO4)2为电解质传递H+,则电子由 极流出,H+向 极移动。(填“a”或“b ”)
② b极上的电极反应式为:
③ 外电路中,每转移0.1 mol电子,在a极消耗 L的H2(标准状况下)。
(3)若A中X、Y都是惰性电极,电解液W是滴有酚酞的饱和NaCl溶液,则B工作时:
① 电解池中X极上的电极反应式是 。在X极这边观察到的现象是 。
② 检验Y电极上反应产物的方法是 。
③ 若A中其它均不改变,只将电极Y换成铁棒,可实现的实验目的是 。
某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。
请回答:
I.用图1所示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做电极的是 (填字母序号)。
A.铝 | B.石墨 | C.银 | D.铂 |
(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.用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中,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。查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(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Fe - 6e- + 8OH-=FeO42- + 4H2O和4OH- - 4e-= 2H2O + O2↑ , 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。
(6)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 。
(7)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质,其电解质溶液为 KOH 溶液,电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag,负极的Zn转化为K2Zn(OH)4,写出该电池反应方程式:____________________________。