Question

某課外小組分別用下圖所示裝置對原電池和電解原理進(jìn)行實驗探究．

請回答：
I．用圖1所示裝置進(jìn)行第一組實驗．
（1）在保證電極反應(yīng)不變的情況下，不能替代Cu做電極的是

 

（填字母序號）．
A．鋁   B．石墨   C．銀    D．鉑
（2）N極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

 

．
（3）實驗過程中，SO₄^2-

 

（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

 

．
Ⅱ．用圖2所示裝置進(jìn)行第二組實驗．實驗過程中，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色；停止實驗，鐵電極明顯變細(xì)，電解液仍然澄清．查閱資料發(fā)現(xiàn)，高鐵酸根（FeO₄^2-）在溶液中呈紫紅色．
（4）電解過程中，X極區(qū)溶液的pH

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（5）在堿性鋅電池中，用高鐵酸鉀作為正極材料，電池反應(yīng)為：2K₂FeO₄+3Zn═Fe₂O₃+ZnO+2K₂ZnO₂該電池正極發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

 

．
（6）Ag₂O₂是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，其電解質(zhì)溶液為 KOH 溶液，電池放電時正極的Ag₂O₂轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K₂Zn（OH）₄，寫出該電池反應(yīng)方程式

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：Ⅰ．圖1中，左邊裝置是原電池，較活潑的金屬鋅作負(fù)極，較不活潑的金屬銅作正極，如果要找電極材料代替銅，所找材料必須是不如鋅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘�，M是陽極，N是陰極，電解池中陰極上陽離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，原電池放電時，陰離子向負(fù)極移動；
（1）在保證電極反應(yīng)不變的情況下，仍然是鋅作負(fù)極，則正極材料必須是不如鋅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘伲?br />（2）N電極是電解池的陰極氫離子得到電子生成氫氣；
（3）原電池中陰離子移向負(fù)極；陽極Fe轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，最終生成氫氧化鐵沉淀；
Ⅱ．該電解池中，陽極材料是活潑金屬，則電解池工作時，陽極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，同時氫氧根離子失電子生成氧氣，陰極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)陰陽極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等計算鐵反應(yīng)的質(zhì)量，在堿性鋅電池中，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（4）電解過程中，陰極上氫離子放電生成氫氣，則陰極附近氫氧根離子濃度大于氫離子溶液，溶液呈堿性；
（5）電池反應(yīng)中正極反應(yīng)是得到電子發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)，結(jié)合電解質(zhì)溶液是堿性溶液，用氫氧根離子配平電極反應(yīng)；
（6）電池放電時正極的Ag₂O₂ 轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K₂Zn（OH）₄，反應(yīng)還應(yīng)有KOH參加．

解答： 解：I．（1）在保證電極反應(yīng)不變的情況下，仍然是鋅作負(fù)極，則正極材料必須是不如鋅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘�，鋁是比鋅活潑的金屬，所以不能代替銅，故選A；
（2）N電極連接原電池負(fù)極，所以是電解池陰極，陰極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-═H₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑；
（3）原電池放電時，陰離子向負(fù)極移動，所以硫酸根從右向左移動，電解池中，陰極上氫離子得電子生成氫氣，陽極上鐵失電子生成亞鐵離子，亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧氣氧化生成氫氧化鐵，所以濾紙上有紅褐色斑點產(chǎn)生，
故答案為：從右向左；濾紙上有紅褐色斑點產(chǎn)生；
II．（4）電解過程中，陰極上氫離子放電生成氫氣，則陰極附近氫氧根離子濃度大于氫離子溶液，溶液呈堿性，溶液的pH增大，故答案為：增大；
（5）正極上高鐵酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2FeO₄^2-+6e^-+5H₂O═Fe₂O₃+10OH^-，故答案為：2FeO₄^2-+6e^-+5H₂O═Fe₂O₃+10OH^-；
（6）電池放電時正極的Ag₂O₂ 轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K₂Zn（OH）₄，反應(yīng)還應(yīng)有KOH參加，反應(yīng)的方程式為Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O=2K₂Zn（OH）₄+2Ag，
故答案為：Ag₂O₂+2Zn+4KOH+2H₂O=2K₂Zn（OH）₄+2Ag．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，注意：電解池中如果活潑金屬作陽極，則電解池工作時陽極材料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，題目難度中等．