Question

【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

（2）N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”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”）。电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O 和_______________。

（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。

Answer 1

【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】

I（1）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↑或(2H2O + 2e-= H2↑+ 2OH-)；

（3）SO42-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；

II（4）X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↑；

（5）X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。