为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。

1. 为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。

(1) I.用图甲所示装置进行第一组实验时：

在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是（） (填字母)。

A. 石墨 B. 镁 C. 银 D. 铂

(2) 实验过程中， $\text{[math]}$ (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象是。

(3) II.该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根( $\text{[math]}$ )在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，回答下列问题：

电解过程中，X极处溶液的OH^-浓度(填“增大”“减小”或“不变)。

(4) 电解过程中，Y极发生的电极反应为，。

(5) 电解进行一段时间后，若在X极收集到672mL气体，Y电板(铁电极)质量减小0.28g，则在Y极收集到气体为mL(均己折算为标准状况时气体体积)。

(6) K₂FeO₄-Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电池反应总反应式为2K₂FeO₄+3Zn=Fe₂O₃+ZnO+2K₂ZnO₂ ，该电池正极发生的电极反应式为。

【考点】

原电池工作原理及应用; 电解池工作原理及应用;

【答案】

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综合题普通

某课外小组分别用如图所示装置对原电池和电解池原理进行实验探究。请回答：

Ⅰ.用图1所示装置进行第一组实验。

（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是_______(填字母序号)。

（2）N极发生反应的电极反应式为________。

（3）实验过程中， $\text{[math]}$ ________(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有________。

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 $\text{[math]}$ 在溶液中呈紫红色。

（4）电解过程中，X极区溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。

（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，若在X极收集到 $\text{[math]}$ 气体，在Y极收集到 $\text{[math]}$ 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。

综合题普通

2. 如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为离子交换膜。请按要求回答相关问题：

(1)甲装置电池负极发生的电极反应式是：

(2)乙中X是(阴、阳)离子交换膜，向乙中加入几滴酚酞溶液，工作一段时间后铁电极附近溶液变红，请用化学用语解释相关原因

(3)若在标准状况下，有4.48 L氧气参加反应，则乙装置中C电极上生成的气体的物质的量为

(4)若丙装置中a、b电极均为Cu，则丙中发生的离子反应是

(5)化学在环境保护中起十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染，电化学降解 $\text{[math]}$ 的原理如图所示

Ag-Pt电极上的电极反应式为

综合题普通

3. 电化学原理在生产生活中有广泛应用，新型电池的开发和利用是当前科学研究的重要方向。

(1) 如图，在a、b的铁棒末端分别连上一块Zn片和Cu片，静置于含有 $\text{[math]}$ 及酚酞的混合凝胶上，已知空气中的氧气能不断进入凝胶中，一段时间后发现凝胶某些区域发生了变化(如图所示)：

已知： $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 结合形成蓝色沉淀。

①装置a发生的原电池反应为： $\text{[math]}$ ，现象为区域甲溶液变红，写出区域乙的电极反应；

②装置b在区域丙溶液变红，写出区域丙电极反应，区域丁观察到的现象是。

(2) 科学家近年发明了一种新型 $\text{[math]}$ 水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体 $\text{[math]}$ 被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

①放电时，2mol $\text{[math]}$ 转化为HCOOH，转移的电子数为mol；

②充电时，电池总反应为，充电时，阳极区溶液中 $\text{[math]}$ 浓度(填增大、减小或不变)

(3) 某团队设计的新型原电池如图所示，其中a膜是(“阳”或“阴”)离子交换膜，b膜是(“阳”或“阴”)离子交换膜。

综合题普通