【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。
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请回答:
Ⅰ.用图1所示装置进行第一组实验(K闭合)。
(1)Zn极为________极;实验过程中,SO42-____________(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动。
(2)反应初期,y极的电极反应现象为________________;检验y极反应产物的方法是________________。
(3)Cu极的电极反应式为____________。
(4)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。电解过程中,X极的电极反应式为__________。
(5)电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O和4OH--4e-=2H2O+O2↑,若在X极收集到672mL气体,在Y极收集到168mL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。
(6)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该电池正极发生反应的电极反应式为________。
【答案】负 从右向左 有黄绿色气体产生 将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近y极出气口,若试纸变蓝,则证明有氯气产生
(或
) 0.28
【解析】
(1)图1中,左图中锌活泼性大于铜,所以锌为负极,原电池的外电路中电流由正极流向负极,硫酸根离子的移动方向与电流方向相反;
(2)铜为原电池的正极,则y极为电解池的阳极,阳极氯离子失去电子生成黄绿色的氯气;检验氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸;
(3)铜为原电池的正极,阳离子得电子,发生还原反应;
(4)x电极连接的是电源的负极,则x为电解池的阴极,电解过程中x极水电离的氢离子得到电子生成氢气;
(5)根据阴阳极上转移电子数相等计算铁反应的质量;
(6)在碱性锌电池中,正极上得电子发生还原反应,据此并结合电池总反应写出该电池正极发生反应的电极反应式;
(1)根据图中装置可知,锌为该原电池的负极,铜为正极;电流在外电路中从铜流向锌,则电解质溶液中硫酸根离子由右向左移动,
故答案为:负;从右向左;
(2)根据图示可知,铜为原电池的正极,与电源正极相连的电极为阳极,所以y极为阳极,氯离子在y极失去电子生成氯气,会观察到有黄绿色气体生成;检验氯气的方法为:将湿润的碘化钾淀粉试纸靠近y极出气口处,若试纸变蓝,则证明有氯气生成;
故答案为:有黄绿色气体生成;将湿润的碘化钾淀粉试纸靠近y极出气口处,若试纸变蓝,则证明有氯气生成;
(3)铜电极上铜离子得到电子发生还原反应,电极反应式为:Cu2++2e=Cu,
故答案为:Cu2++2e=Cu;
(4)根据图示可知,X为电解池的阴极,发生的电极反应为:
(或
),
故答案为:
(或
);
(5)X电极上析出的是氢气,Y电极上析出的是氧气,且Y电极失电子进入溶液,设铁质量减少为xg,根据转移电子数相等得
解得:x=0.28,
故答案为:0.28;
(6)正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应,反应方程式为:![]()
故答案为:
;