Question

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___________是原电池，其负极的电极反应式为：_______________；

（2）实验开始后，（乙）装置中有关电极反应是：C：___________________；D：__________________，D电极上的现象是_____________，一段时间后溶液中的现象是________________；

（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：__________________，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__________________，产生该现象的化学反应方程式是______________。

Answer

甲 Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O Fe－2e－=Fe2＋ 2H＋＋2e－=H2↑ 有无色气体产生 有白色沉淀生成 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 白色沉淀转化为灰绿色，最后呈现红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3

【解析】

（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。

（1）A、D均为碳棒，B为铝棒，C为铁棒，铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，所以甲为原电池，乙为电解质，甲中A为正极，B为负极，负极发生氧化反应，电极方程式为Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O；

（2）乙是电解池，其中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↑。氢离子放电破坏水的电离平衡，所以阴极附近溶液碱性增强，所以则可生成氢氧化亚铁白色沉淀，则一段时间后溶液中的现象是有无色气体产生，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－=2H2O＋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。

【点晴】

电极产物的判断与有关反应式的书写

1、电解时电极产物的判断——“阳失阴得”，即

。

2、电解池中电极反应式的书写

（1）根据装置书写

①根据电源确定阴、阳两极→确定阳极是否是活性金属电极→据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。

②在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下，将两极电极反应式合并即得总反应式。

（2）由氧化还原反应方程式书写电极反应式

①找出发生氧化反应和还原反应的物质→两极名称和反应物→利用得失电子守恒分别写出两极反应式。

②若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反应式减去已写出的电极反应式即得另一电极反应式。