某興趣小組利用電解裝置,探究“鐵作陽(yáng)極”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的多樣性,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下。
(1)實(shí)驗(yàn)1:用KCl作電解質(zhì)
一定電壓下,按圖1裝置電解,現(xiàn)象如下:石墨電極上迅速產(chǎn)生無(wú)色氣體,鐵電極上無(wú)氣體生成,鐵逐漸溶解。
5 min后U型管下部出現(xiàn)灰綠色固體,之后鐵電極附近也出現(xiàn)灰綠色固體,10 min后斷開(kāi)K.按圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
![](https://img.jyeoo.net/quiz/images/svg/202310/266/3d0ac845.png)
①石墨電極上的電極反應(yīng)式是 2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=2OH-+H2↑)2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=2OH-+H2↑)。
②確認(rèn)灰綠色固體中含有Fe2+的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 試管iii中生成藍(lán)色沉淀,試管v中沒(méi)有藍(lán)色沉淀試管iii中生成藍(lán)色沉淀,試管v中沒(méi)有藍(lán)色沉淀。
③灼燒晶體X,透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察到火焰呈紫色。結(jié)合平衡移動(dòng)原理,解釋“試管i中析出白色晶體”的原因是 試管i中存在溶解平衡:KCl(s)?K+(aq)+Cl-(aq),滴加12mol/L的鹽酸,增大c(Cl-),平衡逆向移動(dòng),析出KCl晶體試管i中存在溶解平衡:KCl(s)?K+(aq)+Cl-(aq),滴加12mol/L的鹽酸,增大c(Cl-),平衡逆向移動(dòng),析出KCl晶體。
(2)實(shí)驗(yàn)2:其他條件不變時(shí),用圖3裝置重復(fù)實(shí)驗(yàn),10 min后鐵電極附近溶液依然澄清,斷開(kāi)K.按圖4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
![](https://img.jyeoo.net/quiz/images/svg/202310/266/7ec89f85.png)
①結(jié)合圖1和圖2裝置中現(xiàn)象的差異說(shuō)明鹽橋的作用是 阻礙OH-向陽(yáng)極遷移,避免灰綠色固體生成阻礙OH-向陽(yáng)極遷移,避免灰綠色固體生成。
②對(duì)比圖2和圖4的現(xiàn)象,解釋實(shí)驗(yàn)1和2中陽(yáng)極附近實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同的原因是:本實(shí)驗(yàn)條件下鐵在陽(yáng)極區(qū)的產(chǎn)物主要為Fe2+,F(xiàn)e2+在堿性條件下更容易被氧化為Fe3+本實(shí)驗(yàn)條件下鐵在陽(yáng)極區(qū)的產(chǎn)物主要為Fe2+,F(xiàn)e2+在堿性條件下更容易被氧化為Fe3+。
(3)實(shí)驗(yàn)3:用KOH作電解質(zhì)
用圖1裝置電解濃KOH溶液,觀察到鐵電極上立即有氣體生成,附近溶液逐漸變?yōu)榈仙?div dealflag="1" class="MathJye" mathtag="math">FeO2-4
F
e
O
2
-
4
①鐵電極上OH-能夠放電的原因是
c(OH-)增大,反應(yīng)速率加快(更容易放電)
c(OH-)增大,反應(yīng)速率加快(更容易放電)
。②陽(yáng)極生成
F
e
O
2
-
4
Fe-6e-+8OH-=+4H2O
F
e
O
2
-
4
Fe-6e-+8OH-=+4H2O
。F
e
O
2
-
4
③某同學(xué)推測(cè)生成的必要條件是濃堿環(huán)境,將圖5中的實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整,證實(shí)推測(cè)成立。
試劑a:
水
水
、現(xiàn)象b:紫色消失
紫色消失
。(4)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),“鐵作陽(yáng)極”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的多樣性與
OH-的濃度
OH-的濃度
有關(guān)。【考點(diǎn)】探究原電池及其工作原理;電解原理.
【答案】2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=2OH-+H2↑);試管iii中生成藍(lán)色沉淀,試管v中沒(méi)有藍(lán)色沉淀;試管i中存在溶解平衡:KCl(s)?K+(aq)+Cl-(aq),滴加12mol/L的鹽酸,增大c(Cl-),平衡逆向移動(dòng),析出KCl晶體;阻礙OH-向陽(yáng)極遷移,避免灰綠色固體生成;本實(shí)驗(yàn)條件下鐵在陽(yáng)極區(qū)的產(chǎn)物主要為Fe2+,F(xiàn)e2+在堿性條件下更容易被氧化為Fe3+;c(OH-)增大,反應(yīng)速率加快(更容易放電);Fe-6e-+8OH-=+4H2O;水;紫色消失;OH-的濃度
F
e
O
2
-
4
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:100引用:2難度:0.5
相似題
-
1.實(shí)驗(yàn)小組探究鋁片做電極材料時(shí)的原電池反應(yīng),設(shè)計(jì)下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄。
【實(shí)驗(yàn)1】裝置 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 左側(cè)裝置電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),燈泡亮
右側(cè)裝置電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),鎂條、鋁條表面產(chǎn)生無(wú)色氣泡
【實(shí)驗(yàn)2】將實(shí)驗(yàn)1中的電解質(zhì)溶液換為NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2。
(2)該小組同學(xué)認(rèn)為,此時(shí)原電池的總反應(yīng)為2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑,據(jù)此推測(cè)應(yīng)該出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為
實(shí)驗(yàn)2實(shí)際獲得的現(xiàn)象如下:裝置 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ⅰ.電流計(jì)指針迅速向右偏轉(zhuǎn),鎂條表面無(wú)氣泡,鋁條表面有氣泡
ⅱ.電流計(jì)指針逐漸向零刻度恢復(fù),經(jīng)零刻度后繼續(xù)向左偏轉(zhuǎn)。鎂條表面開(kāi)始時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象,一段時(shí)間后有少量氣泡逸出,鋁條表面持續(xù)有氣泡逸出
(4)ⅱ中“電流計(jì)指針逐漸向零刻度恢復(fù)”的原因是
【實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4】
為了排除Mg條的干擾,同學(xué)們重新設(shè)計(jì)裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4,獲得的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下:編號(hào) 裝置 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)3 電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條表面有氣泡逸出,銅片沒(méi)有明顯現(xiàn)象;約10分鐘后,銅片表面有少量氣泡產(chǎn)生,鋁條表面氣泡略有減少。 實(shí)驗(yàn)4
煮沸冷卻后的溶液電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條表面有氣泡逸出,銅片沒(méi)有明顯現(xiàn)象:約3分鐘后,銅片表面有少量氣泡產(chǎn)生,鋁條表面氣泡略有減少。
A.上述兩裝置中,開(kāi)始時(shí)銅片表面得電子的物質(zhì)是O2
B.銅片表面開(kāi)始產(chǎn)生氣泡的時(shí)間長(zhǎng)短與溶液中溶解氧的多少有關(guān)
C.銅片表面產(chǎn)生的氣泡為H2
D.由“鋁條表面氣泡略有減少”能推測(cè)H+在銅片表面得電子
(6)由實(shí)驗(yàn)1~實(shí)驗(yàn)4可推知,鋁片做電極材料時(shí)的原電池反應(yīng)與發(fā)布:2024/9/20 0:0:11組卷:84引用:3難度:0.5 -
2.某化學(xué)興趣小組為了探索Al電極在原電池中的作用,設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如表。
編號(hào) 電極材料 電解質(zhì)溶液 電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向 ① Mg Al 稀鹽酸 偏向Al ② Al Cu 稀鹽酸 偏向Cu ③ Mg Al NaOH溶液 偏向Mg
(1)實(shí)驗(yàn)1、2的Al所作的電極是否相同?
(2)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)2中的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式。鋁電極 銅電極 電池總反應(yīng)
(4)實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果引起了興趣小組的重視,他們以Al、Zn為電極材料,濃硝酸為電解質(zhì)溶液組成了一套裝置,請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果推斷電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向應(yīng)為
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié):在原電池中金屬鋁作正極還是負(fù)極受到哪些因素的影響?發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:21引用:1難度:0.5 -
3.某化學(xué)興趣小組對(duì)原電池中鹽橋的作用進(jìn)行探究,并設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)裝置:
(1)以上四個(gè)裝置中,能發(fā)揮鹽橋作用的是
(2)若以A、B為電源,分別電解等濃度、等體積的NaCl溶液,當(dāng)消耗等質(zhì)量Zn時(shí),產(chǎn)生的H2
(3)如果C裝置中U形銅導(dǎo)體在插入溶液前是粗細(xì)均勻的,插入足夠長(zhǎng)時(shí)間后,仔細(xì)比較兩端的變化是
(4)D裝置充分作用后,左側(cè)溶液中的濃度SO2-4的濃度.SO2-4發(fā)布:2024/12/11 8:0:1組卷:23引用:0難度:0.9