Question

在中學(xué)化學(xué)中鐵及其化合物應(yīng)用廣泛，用所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題。

（1）將一定量的鐵粉在氯氣中燃燒后所得固體溶于水可得到溶液X。取少量X溶液兩份，一份加入KSCN溶液時(shí)，溶液顯紅色；另一份中加入酸性KMnO₄溶液時(shí)，KMnO₄溶液紫色褪去。試分析：

①溶液X含有的金屬陽(yáng)離子應(yīng)該是           。

②用化學(xué)方程式表示上述金屬陽(yáng)離子產(chǎn)生的原因           。

③酸性KMn0₄溶液紫色褪去的離子方程式為          。

（2）含鉻化合物有毒，通常是將廢水中+6價(jià)鉻（如Cr₂O^2—₇）用還原劑還原成Cr³⁺，再調(diào)節(jié)溶液pH使Cr³⁺轉(zhuǎn)化為Cr（OH）₃沉淀而除去。工業(yè)上有一種電解除Cr₂O^2—₇的方法：將含K­2Cr₂O₇的廢水放入電解槽內(nèi)，用鐵作陽(yáng)極，加入適量的氯化鈉進(jìn)行電解。

試分析該電解除Cr₂O^2—₇的方法中：

①陰極的電極反應(yīng)式為        ；

②電解時(shí)加入氯化鈉的作用是         ；

③該方法能除去Cr₂O^2—₇的原理是        。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）①Fe³⁺和Fe²⁺

②2Fe+3Cl₂2FeCl₃       2FeCl₃+Fe=3FeCl₂

③2MnO₄^-+5Fe²⁺+16H⁺=2Mn²⁺+5Fe³⁺+8H₂O

（2）①2H⁺+2e^-=H₂

②增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性

③通電時(shí)，陽(yáng)極Fe失去電子生成的Fe²⁺可還原Cr₂O₇^2-，生成的Cr³⁺在陰極區(qū)與OH^-結(jié)合成氫氧化物沉淀而除去。

【解析】

試題分析：(1) ①“一份加入KSCN溶液時(shí)，溶液顯紅色；另一份中加入酸性KMnO₄溶液時(shí)，KMnO₄溶液紫色褪去”說(shuō)明X溶液中既有Fe3+又有Fe+，所以溶液X含有的金屬陽(yáng)離子應(yīng)該是Fe3+和Fe2+。

②2Fe+3Cl₂2FeCl₃       2FeCl₃+Fe=3FeCl₂

③2MnO₄^-+5Fe²⁺+16H⁺=2Mn²⁺+5Fe³⁺+8H₂O

   （2）①在電解時(shí)，陰極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)2H⁺+2e^-=H₂

② 電解時(shí)，溶液中的離子在外加電場(chǎng)的作用下要作定向移動(dòng)，所以加NaCl是為了增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性。

③電解時(shí)，活性材料做陽(yáng)極都是陽(yáng)極溶解，F(xiàn)e作陽(yáng)極，F(xiàn)e-2e-=Fe²⁺,

陰極，2H⁺+2e^-=H_2，水的電離平衡被破壞，陰極區(qū)c(OH-)濃度增大。這樣，F(xiàn)e²⁺可還原Cr₂O₇^2-，生成的Cr³⁺在陰極區(qū)與O H^-結(jié)合成氫氧化物沉淀而除去。

考點(diǎn)：鐵及其化合物知識(shí)以及電化學(xué)知識(shí)。