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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)。

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)

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">
F
e
O
2
-
4

),沒(méi)有沉淀產(chǎn)生。
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
的總電極反應(yīng)式是
Fe-6e-+8OH-=
F
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O
2
-
4
+4H2O
Fe-6e-+8OH-=
F
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2
-
4
+4H2O

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:
、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-=
F
e
O
2
-
4
+4H2O;水;紫色消失;OH-的濃度
【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
    (1)實(shí)驗(yàn)1中,電解質(zhì)溶液為鹽酸,鎂條做原電池的
     
    極。
    【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
    (3)ⅰ中鋁條表面放電的物質(zhì)是溶解在溶液中的O2,則該電極反應(yīng)式為
     
    。
    (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。
    (5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4可獲得的正確推論是
     
    (填字母序號(hào))。
    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
     
    等因素有關(guān)。

    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
    Mg Al 稀鹽酸 偏向Al
    Al Cu 稀鹽酸 偏向Cu
    Mg Al NaOH溶液 偏向Mg
    根據(jù)如表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象完成下列問(wèn)題:
    (1)實(shí)驗(yàn)1、2的Al所作的電極是否相同?
     
    ,由此說(shuō)明在原電池中金屬鋁作正極還是負(fù)極與
     
    有關(guān)。
    (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)
     
    (3)實(shí)驗(yàn)3中的鋁作正極還是負(fù)極?
     
    ,為什么?
     

    (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
     
    ,原因是
     

    (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
     
    (填“A”或“B”)多,原因是
     

    (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
    SO
    2
    -
    4
    的濃度
     
    (填“=”“>”或“<”)右側(cè)
    SO
    2
    -
    4
    的濃度.

    發(fā)布:2024/12/11 8:0:1組卷:23引用:0難度:0.9
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