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)計成的原電池如圖甲所示，請回答下列問題：

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，鹽橋中的               離子（填“K⁺”或“Cl^—”）不斷進入X溶液中。

（2）將上述反應(yīng)設(shè)計成的電解池如圖乙所示，乙燒杯中金屬陽離子的物質(zhì)的量與電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖丙，請回答下列問題：

①M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，向乙燒杯中加入     L 5mol·L^-1NaOH溶液才能使所有的金屬陽離子沉淀完全。

（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。

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

②高鐵酸鈉生產(chǎn)方法之二是在強堿性介質(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                  。

③Na₂FeO₄能消毒、凈水的原因                            。

 

Answer 1

【答案】

(1)FeCl₃和FeCl₂    Cu-2e^-=Cu²⁺    K⁺      

(2)負(fù)      Fe²⁺     2.8

(3) Fe＋8OH^－－6e^－＝FeO₄^2－＋4H₂O     2Fe(OH)₃＋3ClO^－＋4OH^－＝2FeO₄^2－＋3Cl^－＋5H₂O

高價鐵具有氧化性，能消毒殺菌，生成Fe³⁺形成膠體，具有吸附懸浮物的凈水的作用。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物可以確定該反應(yīng)為2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，所以X為FeCl₃和FeCl₂溶液。Cu做負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu-2e^-=Cu²⁺，石墨為正極，陽離子向正極移動，所以K⁺不斷進入X溶液中。

（2）根據(jù)丙圖可知溶液中有三種金屬陽離子，而根據(jù)X的成分可知X中只有兩種金屬陽離子，說明在電解過程中還有Cu²⁺生成，因此Cu做陽極，石墨做陰極，所以M為負(fù)極，N為正極，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽離子的物質(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，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。

（3）電解時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為Fe＋8OH^－－6e^－＝FeO₄^2－＋4H₂O。NaClO氧化Fe(OH)₃的反應(yīng)方程式為2Fe(OH)₃＋3ClO^－＋4OH^－＝2FeO₄^2－＋3Cl^－＋5H₂O。Na₂FeO₄能消毒、凈水的原因高價鐵具有氧化性，能消毒殺菌，生成Fe³⁺形成膠體，具有吸附懸浮物的凈水的作用。

考點：原電池電解原理

點評：本題綜合性強，難度大，主要考查學(xué)生分析問題的能力，是高考的熱點習(xí)題。