Question

6．用如圖示裝置進行實驗
（1）在保證電極反應(yīng)不變的情況下，能替代Cu作電極的是C；
A．鋁　B．鎂   C．石墨  D．玻璃棒
（2）N極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-=H₂↑+OH^-．
（3）實驗過程中，SO${\;}_{4}^{2-}$從右向左（填“從左向右”、“從右向左”或“不”）移動；濾紙上能觀察到的現(xiàn)象有濾紙上有紅褐色斑點產(chǎn)生，寫出產(chǎn)生此現(xiàn)象的反應(yīng)方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．
（4）K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，其電池反應(yīng)為：2K₂FeO₄+3Zn═Fe₂O₃+ZnO+2K₂ZnO₂，該電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2 FeO₄^2-+6e^-+5H₂O=Fe₂O₃+10OH^-．

Answer 1

分析 根據(jù)圖知，該裝置中左邊的電極能自發(fā)的進行氧化還原反應(yīng)，為原電池，右邊的裝置為電解池，Zn易失電子作負(fù)極、Cu作正極，則連接Cu的電極M為陽極、連接Zn的電極N為陰極；
（1）Cu作正極，能代替Cu作電極的電極材料應(yīng)該不如Cu活潑且能導(dǎo)電；
（2）N電極上水得電子生成氫氣同時生成氫氧根離子；
（3）原電池中，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動；
M電極上Fe失電子生成Fe ²⁺，F(xiàn)e ²⁺和OH^-反應(yīng)生成白色Fe（OH）₂沉淀，F(xiàn)e（OH）₂不穩(wěn)定，被空氣中氧氣氧化生成紅褐色的Fe（OH）₃；
（4）電池反應(yīng)式知，Zn元素化合價由0價變?yōu)?2價、Fe元素化合價由+6價變?yōu)?3價，則負(fù)極上Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上FeO₄^2 -得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答 解：根據(jù)圖知，該裝置中左邊的電極能自發(fā)的進行氧化還原反應(yīng)，為原電池，右邊的裝置為電解池，Zn易失電子作負(fù)極、Cu作正極，則連接Cu的電極M為陽極、連接Zn的電極N為陰極；
（1）Cu作正極，能代替Cu作電極的電極材料應(yīng)該不如Cu活潑且能導(dǎo)電，Mg、Al活潑性大于Cu，玻璃棒不導(dǎo)電，則符合條件的只有石墨，故答案為：C；
（2）N電極上水得電子生成氫氣同時生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-=H₂↑+OH^-，
故答案為：2H₂O+2e^-=H₂↑+OH^-；
（3）原電池中，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動，則硫酸根離子從右向左移動；
M電極上Fe失電子生成Fe ²⁺，F(xiàn)e ²⁺和OH^-反應(yīng)生成白色Fe（OH）₂沉淀，F(xiàn)e（OH）₂不穩(wěn)定，被空氣中氧氣氧化生成紅褐色的Fe（OH）₃，濾紙上看到的現(xiàn)象是濾紙上有紅褐色斑點產(chǎn)生，發(fā)生的反應(yīng)為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案為：從右向左；濾紙上有紅褐色斑點產(chǎn)生；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（4）電池反應(yīng)式知，Zn元素化合價由0價變?yōu)?2價、Fe元素化合價由+6價變?yōu)?3價，則負(fù)極上Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上FeO₄^2 -得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2 FeO₄^2 -+6e ^-+5H₂ O=Fe ₂ O ₃+10OH^-，
故答案為：2 FeO₄^2 -+6e ^-+5H₂ O=Fe ₂ O ₃+10OH^-．

點評 本題考查原電池和電解池原理，為高頻考點，正確判斷正負(fù)極、陰陽極及各個電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，涉及電極反應(yīng)式的書寫、氧化還原反應(yīng)、電極材料的判斷等知識點，難點是電極反應(yīng)式的書寫，題目難度中等．