Question

【題目】如圖所示是某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)的趣味實(shí)驗(yàn)裝置圖,圖中A、D均為碳棒，B鋁棒,C為鐵棒，所用甲、乙容器中的溶液事前均采取了煮沸處理。B在實(shí)驗(yàn)時(shí)才插入溶液中。

（1）從裝置的特點(diǎn)判斷，甲、乙裝置中___________是原電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為：_______________；

（2）實(shí)驗(yàn)開始后，（乙）裝置中有關(guān)電極反應(yīng)是：C：___________________；D：__________________，D電極上的現(xiàn)象是_____________，一段時(shí)間后溶液中的現(xiàn)象是________________；

（3）在實(shí)驗(yàn)（2）的基礎(chǔ)上，改變兩裝置電極的連接方式，A接D、B接C，此時(shí)D極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：__________________，乙裝置里除兩電極上有明顯的現(xiàn)象外，還可以看到的現(xiàn)象是__________________，產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)方程式是______________。

Answer 1

【答案】甲 Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O Fe－2e－=Fe2＋ 2H＋＋2e－=H2↑ 有無(wú)色氣體產(chǎn)生 有白色沉淀生成 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 白色沉淀轉(zhuǎn)化為灰綠色，最后呈現(xiàn)紅褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3

【解析】

（1）甲為原電池，乙為電解質(zhì)，甲中A為正極，B為負(fù)極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；

（2）C為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，D為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)；

（3）在實(shí)驗(yàn)（2）的基礎(chǔ)上，改變兩電極的連接方式，A接D、B接C，則D為陽(yáng)極，C為陰極，陽(yáng)極生成氧氣，陰極生成氫氣，氧氣可與氫氧化亞鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成紅褐色氫氧化鐵。

（1）A、D均為碳棒，B為鋁棒，C為鐵棒，鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以甲為原電池，乙為電解質(zhì)，甲中A為正極，B為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O；

（2）乙是電解池，其中C為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為Fe－2e－=Fe2＋；D為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為2H＋＋2e－=H2↑。氫離子放電破壞水的電離平衡，所以陰極附近溶液堿性增強(qiáng)，所以則可生成氫氧化亞鐵白色沉淀，則一段時(shí)間后溶液中的現(xiàn)象是有無(wú)色氣體產(chǎn)生，有白色沉淀生成；

（3）在實(shí)驗(yàn)（2）的基礎(chǔ)上，改變兩電極的連接方式，A接D、B接C，則D為陽(yáng)極，C為陰極，陽(yáng)極生成氧氣，電極方程式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；陰極生成氫氣，氧氣可與氫氧化亞鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成紅褐色氫氧化鐵，可觀察到白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)方程式是4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。

【點(diǎn)晴】

電極產(chǎn)物的判斷與有關(guān)反應(yīng)式的書寫

1、電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷——“陽(yáng)失陰得”，即

。

2、電解池中電極反應(yīng)式的書寫

（1）根據(jù)裝置書寫

①根據(jù)電源確定陰、陽(yáng)兩極→確定陽(yáng)極是否是活性金屬電極→據(jù)電極類型及電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式。

②在確保陰、陽(yáng)兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相同的條件下，將兩極電極反應(yīng)式合并即得總反應(yīng)式。

（2）由氧化還原反應(yīng)方程式書寫電極反應(yīng)式

①找出發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的物質(zhì)→兩極名稱和反應(yīng)物→利用得失電子守恒分別寫出兩極反應(yīng)式。

②若寫出一極反應(yīng)式，而另一極反應(yīng)式不好寫，可用總反應(yīng)式減去已寫出的電極反應(yīng)式即得另一電極反應(yīng)式。