题目内容

【题目】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

2N极发生反应的电极反应式为____________________

3)实验过程中,SO42-_________(填从左向右从右向左)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___________(填增大减小不变)。电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O _______________

5)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

【答案】A 2H++ 2e-= H2↑(2H2O + 2e-= H2↑+ 2OH-) 从右向左 滤纸上有红褐色斑点产生 增大 4OH-- 4e-= 2H2O + O2 0.28

【解析】

I1)若用铝代替铜,铝的活泼性大于锌,铝作负极,石墨、银、铂代替铜,锌依然作负极,不改变原电极反应,答案选A

2)左面的装置为原电池,锌为负极,右面的装置为电解池,N极与负极连接,N为阴极,电解反应为2H++ 2e-= H2(2H2O + 2e-= H2↑+ 2OH-)

3SO42-移向负极,所以从右向左移动;M极生成亚铁离子,与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被氧化为红褐色的氢氧化铁,所以滤纸上有红褐色斑点产生;

II4X极为阴极,电极反应为2H2O + 2e-= H2↑+ 2OH-X极区溶液的pH增大;两极均有气体产生,所以Y极发生的电极反应还有4OH-- 4e-= 2H2O + O2

5X极收集到672 mL氢气,转移电子0.06mol;在Y极收集到168 mL氧气,转移电子0.03mol,根据电子守恒,发生Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O反应转移电子0.03mol,所以消耗铁0.005mol,质量减少0.005mol×56g/mol=0.28g

练习册系列答案
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反应1Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)===3AlCl(g)3CO(g)ΔH1akJ·mol1

反应2Al2O3(s)3C(s)===2Al(l)3CO(g)ΔH2bkJ·mol1

反应33AlCl(g)===2Al(l)AlCl3(g)ΔH3

①反应3ΔH3_______kJ·mol1

950℃时,铝土矿与足量的焦炭和Cl2反应可制得AlCl3。该反应的化学方程式是_______

2)在高温条件下进行反应:2Al(l)AlCl3(g)3AlCl(g)

①向图1所示的等容积AB密闭容器中加入足量的Al粉,再分别充入1 mol AlCl3(g),在相同的高温下进行反应。图2表示A容器内的AlCl3(g)体积分数随时间的变化图,在图2中画出B容器内AlCl3(g)体积分数随时间的变化曲线。__________

1100℃时,向2 L密闭容器中通入3 mol AlCl(g),发生反应:3AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g)。已知该温度下AlCl(g)的平衡转化率为80%,则该反应的平衡常数K________

③加入3molAlCl(g),在不同压强下发生反应,温度对产率的影响如图3所示。此反应选择温度为900℃的原因是_______________

3)用铝制作的快速放电铝离子二次电池的原理如图4所示。

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