题目内容
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”）．
（5）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 ．
（6）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 ．
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
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-
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
（5）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
（6）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
考点：原电池和电解池的工作原理
专题：电化学专题
分析：Ⅰ．图1中，左边装置是原电池，较活泼的金属锌作负极，较不活泼的金属铜作正极，如果要找电极材料代替铜，所找材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，M是阳极，N是阴极，电解池中阴极上阳离子得电子发生还原反应，原电池放电时，阴离子向负极移动；
（1）在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属；
（2）N电极是电解池的阴极氢离子得到电子生成氢气；
（3）原电池中阴离子移向负极；阳极Fe转化为亚铁离子，最终生成氢氧化铁沉淀；
Ⅱ．该电解池中，阳极材料是活泼金属，则电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，同时氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上氢离子得电子发生还原反应，根据阴阳极上转移电子数相等计算铁反应的质量，在碱性锌电池中，正极上得电子发生还原反应；
（4）电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性；
（5）电池反应中正极反应是得到电子发生还原反应的物质，结合电解质溶液是碱性溶液，用氢氧根离子配平电极反应；
（6）电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn（OH）4，反应还应有KOH参加．
（1）在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属；
（2）N电极是电解池的阴极氢离子得到电子生成氢气；
（3）原电池中阴离子移向负极；阳极Fe转化为亚铁离子，最终生成氢氧化铁沉淀；
Ⅱ．该电解池中，阳极材料是活泼金属，则电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，同时氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上氢离子得电子发生还原反应，根据阴阳极上转移电子数相等计算铁反应的质量，在碱性锌电池中，正极上得电子发生还原反应；
（4）电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性；
（5）电池反应中正极反应是得到电子发生还原反应的物质，结合电解质溶液是碱性溶液，用氢氧根离子配平电极反应；
（6）电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn（OH）4，反应还应有KOH参加．
解答：
解：I．（1）在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，铝是比锌活泼的金属，所以不能代替铜，故选A；
（2）N电极连接原电池负极，所以是电解池阴极，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-═H2↑，
故答案为：2H++2e-═H2↑；
（3）原电池放电时，阴离子向负极移动，所以硫酸根从右向左移动，电解池中，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，所以滤纸上有红褐色斑点产生，
故答案为：从右向左；滤纸上有红褐色斑点产生；
II．（4）电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性，溶液的pH增大，故答案为：增大；
（5）正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应，反应方程式为2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-，故答案为：2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-；
（6）电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn（OH）4，反应还应有KOH参加，反应的方程式为Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn（OH）4+2Ag，
故答案为：Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn（OH）4+2Ag．
（2）N电极连接原电池负极，所以是电解池阴极，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-═H2↑，
故答案为：2H++2e-═H2↑；
（3）原电池放电时，阴离子向负极移动，所以硫酸根从右向左移动，电解池中，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，所以滤纸上有红褐色斑点产生，
故答案为：从右向左；滤纸上有红褐色斑点产生；
II．（4）电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性，溶液的pH增大，故答案为：增大；
（5）正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应，反应方程式为2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-，故答案为：2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-；
（6）电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn（OH）4，反应还应有KOH参加，反应的方程式为Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn（OH）4+2Ag，
故答案为：Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn（OH）4+2Ag．
点评：本题考查了原电池和电解池原理，注意：电解池中如果活泼金属作阳极，则电解池工作时阳极材料失电子发生氧化反应，题目难度中等．
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