Question

某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有FeCl₂、FeCl₃、CuCl₂，Cu．
（1）將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成的原電池如圖甲所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①電解質(zhì)的溶液是

 

．
②Cu電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為

 

．
③原電池工作時(shí)，鹽橋中的

 

離子（填K⁺或Cl^-）不斷進(jìn)入X溶液中．
（2）將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成的原電池如圖乙，乙燒杯中金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量與電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖丙所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①M(fèi)是

 

；
②圖丙中的②是

 

離子的變化．當(dāng)電子轉(zhuǎn)移為2mol時(shí)，向乙燒杯中加入

 

L 5mol/L NaOH溶液才能使所有的金屬陽(yáng)離子沉淀完全．
（3）高鐵酸鈉（NaFeO₄）是一種新型飲用水消毒劑，具有氧化能力強(qiáng)，安全性好等優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)方法之一的原理為Fe+2NaOH+2H₂O

電解  .

Na₂FeO₄+3H₂↑，則電解是陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）①氯化鐵具有強(qiáng)氧化性，銅能被氯化鐵氧化，所以電解質(zhì)溶液為FeCl₃溶液；
②Cu易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極；
③石墨作正極，則鹽橋中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)；
（2）根據(jù)丙圖可知溶液中有三種金屬陽(yáng)離子，而根據(jù)X的成分可知X中只有兩種金屬陽(yáng)離子，說(shuō)明在電解過(guò)程中還有Cu²⁺生成，因此Cu做陽(yáng)極，石墨做陰極，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量的變化確定曲線對(duì)應(yīng)的離子，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量計(jì)算；
（3）陽(yáng)極上失電子化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)．

解答： 解：（1）①氯化鐵具有強(qiáng)氧化性，銅能被氯化鐵氧化，所以反應(yīng)為2FeCl₃+Cu=CuCl₂+2FeCl₂，則FeCl₃溶液為電解質(zhì)溶液，故答案為：FeCl₃；
②Cu作負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺；
③Cu作正極，放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子K⁺移向X溶液中，故答案為：K⁺；
（2）①根據(jù)丙圖可知溶液中有三種金屬陽(yáng)離子，而根據(jù)X的成分可知X中只有兩種金屬陽(yáng)離子，說(shuō)明在電解過(guò)程中還有Cu²⁺生成，因此Cu做陽(yáng)極，石墨做陰極，所以M是負(fù)極，故答案為：負(fù)；   
②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量的變化，可知①為Fe³⁺，②為Fe²⁺，③為Cu²⁺，當(dāng)電子轉(zhuǎn)移為2mol時(shí)，溶液中有Fe³⁺ 2mol，F(xiàn)e²⁺ 3mol，Cu²⁺為1mol，所以需要加入NaOH溶液14mol，所以NaOH溶液等體積為

14mol

5mol/L

=2.8L，
故答案為：Fe²⁺；2.8；
（3）陽(yáng)極上失電子化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)元素化合價(jià)變化知，陽(yáng)極上鐵失電子和氫氧根在反應(yīng)生成高鐵酸鈉，電極反應(yīng)式為Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O，
故答案為：Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理和原電池原理，為高考熱點(diǎn)問(wèn)題，難點(diǎn)是（2）題圖象分析，知道溶液中離子濃度變化及其原因，題目難度中等．