Question

6．用如图示装置进行实验
（1）在保证电极反应不变的情况下，能替代Cu作电极的是C；
A．铝　B．镁   C．石墨  D．玻璃棒
（2）N极发生反应的电极反应式为2H₂O+2e^-=H₂↑+OH^-．
（3）实验过程中，SO${\;}_{4}^{2-}$从右向左（填“从左向右”、“从右向左”或“不”）移动；滤纸上能观察到的现象有滤纸上有红褐色斑点产生，写出产生此现象的反应方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．
（4）K₂FeO₄-Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电池反应为：2K₂FeO₄+3Zn═Fe₂O₃+ZnO+2K₂ZnO₂，该电池正极发生的电极反应式为2 FeO₄^2-+6e^-+5H₂O=Fe₂O₃+10OH^-．

Answer 1

分析 根据图知，该装置中左边的电极能自发的进行氧化还原反应，为原电池，右边的装置为电解池，Zn易失电子作负极、Cu作正极，则连接Cu的电极M为阳极、连接Zn的电极N为阴极；
（1）Cu作正极，能代替Cu作电极的电极材料应该不如Cu活泼且能导电；
（2）N电极上水得电子生成氢气同时生成氢氧根离子；
（3）原电池中，电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；
M电极上Fe失电子生成Fe ²⁺，Fe ²⁺和OH^-反应生成白色Fe（OH）₂沉淀，Fe（OH）₂不稳定，被空气中氧气氧化生成红褐色的Fe（OH）₃；
（4）电池反应式知，Zn元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+6价变为+3价，则负极上Zn失电子发生氧化反应，正极上FeO₄^2 -得电子发生还原反应．

解答 解：根据图知，该装置中左边的电极能自发的进行氧化还原反应，为原电池，右边的装置为电解池，Zn易失电子作负极、Cu作正极，则连接Cu的电极M为阳极、连接Zn的电极N为阴极；
（1）Cu作正极，能代替Cu作电极的电极材料应该不如Cu活泼且能导电，Mg、Al活泼性大于Cu，玻璃棒不导电，则符合条件的只有石墨，故答案为：C；
（2）N电极上水得电子生成氢气同时生成氢氧根离子，电极反应式为2H₂O+2e^-=H₂↑+OH^-，
故答案为：2H₂O+2e^-=H₂↑+OH^-；
（3）原电池中，电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，则硫酸根离子从右向左移动；
M电极上Fe失电子生成Fe ²⁺，Fe ²⁺和OH^-反应生成白色Fe（OH）₂沉淀，Fe（OH）₂不稳定，被空气中氧气氧化生成红褐色的Fe（OH）₃，滤纸上看到的现象是滤纸上有红褐色斑点产生，发生的反应为4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案为：从右向左；滤纸上有红褐色斑点产生；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（4）电池反应式知，Zn元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+6价变为+3价，则负极上Zn失电子发生氧化反应，正极上FeO₄^2 -得电子发生还原反应，电极反应式为2 FeO₄^2 -+6e ^-+5H₂ O=Fe ₂ O ₃+10OH^-，
故答案为：2 FeO₄^2 -+6e ^-+5H₂ O=Fe ₂ O ₃+10OH^-．

点评 本题考查原电池和电解池原理，为高频考点，正确判断正负极、阴阳极及各个电极上发生的反应是解本题关键，涉及电极反应式的书写、氧化还原反应、电极材料的判断等知识点，难点是电极反应式的书写，题目难度中等．