Question

【題目】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圖中X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)成的電解池如圖乙所示，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，請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

①M(fèi)是______極;

②圖丙中的②線是_________離子的變化。

③當(dāng)電子轉(zhuǎn)移為2mol時(shí)，向乙燒杯中加入_____L5mol/LNaOH溶液才能使所有的金屬陽(yáng)離子沉淀完全。

(3)鐵的重要化合物高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型飲用水消毒劑，具有很多優(yōu)點(diǎn)。

①高鐵酸鈉生產(chǎn)方法之一是電解法，其原理為Fe+2NaOH+2H2ONa2FeO4+3H2↑,則電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是__________

②高鐵酸鈉生產(chǎn)方法之二是在強(qiáng)堿性介質(zhì)中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高鐵酸鈉、氯化鈉和水，該反應(yīng)的離子方程式為___________

Answer 1

【答案】 FeCl3和FeCl2 Cu-2e-=Cu2+ K+ 負(fù) Fe2+ 2.8 Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O

【解析】(1) ①由反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，所以電解質(zhì)溶液X是FeCl2和FeCl3的混合溶液；答案：FeCl3和FeCl2。

②Cu電極為原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋；鹽橋中的K＋向正極移動(dòng)進(jìn)入X溶液中。答案：Cu-2e-=Cu2+ K+。

(2) ①電解時(shí)Cu溶解發(fā)生氧化反應(yīng)，故Cu電極為陽(yáng)極，N為電源的正極，M為電源的負(fù)極；答案：負(fù)。

②電解時(shí)陽(yáng)極：Cu－2e－===Cu2＋，陰極：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，電解質(zhì)溶液中Fe2＋、Cu2＋的物質(zhì)的量不斷增大，但電解開(kāi)始時(shí)Cu2＋的物質(zhì)的量為0，故②線表示Fe2＋的變化；答案：Fe2+

③當(dāng)電子轉(zhuǎn)移2 mol時(shí)，溶液中n(Fe3＋)＝4 mol－2 mol＝2 mol，n(Fe2＋)＝1 mol＋2 mol＝3 mol，n(Cu2＋)＝1 mol，要使所有的金屬陽(yáng)離子沉淀完全，則需NaOH的物質(zhì)的量為：2 mol×3＋3 mol×2＋1 mol×2＝14 mol，故NaOH溶液的體積為14 mol÷5 mol·L－1＝2.8 L。答案：2.8

（3）①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-=FeO42-+4H2O因此，本題正確答案是: Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O

②在強(qiáng)堿性介質(zhì)中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高鐵酸鈉、氯化鈉和水，該反應(yīng)的離子方程式為 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。答案：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O