题目内容
该同学利用制得的CuSO4溶液及如图所示装置，进行以下实验探究。
图一 图二
(1)图一是根据反应Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4设计成的锌铜原电池。Cu极的电极反应式是_____________________________________________________，
盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液，电池工作时K＋向________(填“甲”或“乙”)池移动。
(2)图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是________(填“CH4”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应是_____________________________________________；
当铜电极的质量减轻3.2 g时，消耗的CH4在标准状况下的体积为________L。
(1)Cu2＋＋2e－=Cu 乙
(2)O2 CH4－8e－＋10OH－=CO32—＋7H2O 0.28
解析
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回收的废旧锌锰干电池经过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等)，由锰粉制取MnO2的步骤如下图所示。
根据上图所示步骤并参考表格数据，回答下列问题。
| 物 质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
| Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
| Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
| Mn(OH)2 | 8.3 | 9.8 |
（1）在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。MnO2与浓盐酸反应的离子方程方程式： _。
（2）酸浸时，浸出时间对锰浸出率的影响如下图所示，工业采用的是浸取60 min，其可能原因是 。
（3）锰粉经浓盐酸浸取，过滤I除去不溶杂质后，向滤液中加入足量H2O2溶液，其作用是 。
（4）过滤I所得滤液经氧化后，需加入NaOH溶液调节pH约为5.1，其目的是 。
（5）过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9，使Mn2+ 氧化得到MnO2，反应的离于方程式为 。
（6）工业上利用KOH和MnO2为原料制取KMnO4。主要生产过程分两步进行：第一步将MnO2和固体KOH粉碎，混合均匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌以制取K2MnO4；第二步为电解K2MnO4的浓溶液制取KMnO4。
① 第一步反应的化学方程式为 。
② 电解K2MnO4的浓溶液时，电解池中阴极的实验现象为 。
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：____________________________。