Question

【題目】鐵元素在電化學(xué)中應(yīng)用廣泛。回答下列問題：

（1）根據(jù)反應(yīng)2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+設(shè)計原電池如圖。電流計顯示電流方向為：a→b。

①電極B為____________，電解質(zhì)溶液C為_____________。（填標(biāo)號）

A,碳棒 B.銅片 C.Fe2(SO4)3溶液 D.CUSO4溶液

②A電極的電極反應(yīng)式為________________________________________。

③用該電池做電源，電解硫酸鈉溶液，當(dāng)電解池陽極有11.2mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）產(chǎn)生時，該電池有__________________molFe3+被還原。

（2）NaFeO4是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品，工業(yè)上常用電解法制取。制取裝置如圖。已知Na2FeO4只在強堿性條件下比較穩(wěn)定，具有強氧化性。

①Na2FeO4中鐵元素化合價為_____________ Na2FeO4是具有殺菌效果的凈水劑。原因是_________________________________________________。

②電極Ni為_________________（填“陽”或“陰”）極。為使該裝置能持續(xù)反應(yīng)，離子交換膜應(yīng)為__________________________（填“陽”或“陰”）離子交換膜。

③陽極反應(yīng)式為_______________________________________。

Answer 1

【答案】 Ｂ Ｃ Fe3++e-= Fe2+ 0.002 +6 殺菌的原因是有強氧化性，凈水的原因是高鐵酸鉀的還原產(chǎn)物水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體，有吸附性 陰 陰 Fe-6e-＋8OH－= FeO42-＋4H2O

【解析】（1）①電流方向為：a→b，所以電極A為正極，B 為負(fù)極。負(fù)極失電子，根據(jù)總反應(yīng)可知B為銅片，正極上得電子，所以電解質(zhì)溶液C為 Fe2(SO4)3溶液； ②A為正極，Fe3+得電子生成Fe2+，電極反應(yīng)式為Fe3++e-= Fe2+ ；③電解硫酸鈉溶液，陽極產(chǎn)生的氣體為O2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2mLO2的物質(zhì)的量為5×10-4mol，電路中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為n=4×5×10-4mol=2×10-3mol，原電池中Fe3+還原為Fe2+，根據(jù)電子守恒可知被還原的Fe3+的物質(zhì)的量為0.002mol。

（2）①Na2FeO4中鐵元素化合價為+6價；Na2FeO4具有強氧化性，可以殺毒，Na2FeO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)時被還原為Fe3+，Fe3+發(fā)生水解生成Fe(OH)3膠體，具有吸附性，因此 Na2FeO4可用來作凈水劑。②電極Ni與電源負(fù)極連接，為陰極；陽極Fe失去電子，發(fā)生的反應(yīng)為Fe-6e-＋8OH－= FeO42-＋4H2O，陽極區(qū)OH-不斷消耗，要使反應(yīng)持續(xù)，必須補充OH-，所以離子膜為陰離子交換膜，使陰極區(qū)的OH-進(jìn)入陽極區(qū)。③根據(jù)產(chǎn)物可知Fe失去6個電子生成FeO42-，陽極反應(yīng)式為Fe-6e-＋8OH－= FeO42-＋4H2O。