Question

5．如图所示是某化学兴趣小组设计的趣味实验装置图，图中A、D均为碳棒，B铝棒，C为铁棒，所用甲、乙容器中的溶液事前均采取了煮沸处理．B在实验时才插入溶液中．
（1）从装置的特点判断，甲、乙装置中甲是原电池，其负极的电极反应式为：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）实验开始后，（乙）装置中有关电极反应是：C：Fe-2e^-=Fe²⁺
D：2H⁺+2e^-=H₂↑，D电极上的现象是有无色气体产生，一段时间后溶液中的现象是有白色沉淀生成；
（3）在实验（2）的基础上，改变两装置电极的连接方式，A接D、B接C，此时D极上发生的电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂0+O₂↑，乙装置里除两电极上有明显的现象外，还可以看到的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，产生该现象的化学反应方程式是4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）甲为原电池，乙为电解质，甲中A为正极，B为负极，正极发生还原反应，负极发生氧化反应；
（2）C为阳极，发生氧化反应，D为阴极，发生还原反应；
（3）在实验（2）的基础上，改变两电极的连接方式，A接D、B接C，则D为阳极，C为阴极，阳极生成氧气，阴极生成氢气，氧气可与氢氧化亚铁发生氧化还原反应生成红褐色氢氧化铁．

解答 解：A、D均为碳棒，B为铝棒，C为铁棒，
（1）甲为原电池，乙为电解质，甲中A为正极，B为负极，负极发生还原反应，电极方程式为Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：甲；Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）C为阳极，发生氧化反应，电极方程式为Fe-2e^-=Fe²⁺，D为阴极，发生还原反应，电极方程式为2H⁺+2e^-=H₂↑，则可生成氢氧化亚铁白色沉淀，
故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑；有无色气体产生；有白色沉淀生成；
（3）在实验（2）的基础上，改变两电极的连接方式，A接D、B接C，则D为阳极，C为阴极，阳极生成氧气，电极方程式为4OH^--4e^-=2H₂0+O₂↑，阴极生成氢气，氧气可与氢氧化亚铁发生氧化还原反应生成红褐色氢氧化铁，可观察到白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，产生该现象的化学方程式是4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案为：4OH^--4e^-=2H₂0+O₂↑；白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

点评 本题综合考查原电池和电解池知识，侧重于学生的分析能力和电化学知识的综合运用的考查，为高考常见题型，注意把握电极方程式的书写，难度不大．