Question

【題目】電化學知識在物質制備領域的應用前景看好。

（1）從環境保護的角度看，制備一種新型多功能水處理劑 高鐵酸鈉（Na2FeO4）較好的方法為電解法，其裝置如圖①所示：

①電解過程中陽極的電極反應式為______________________；

②“鎂一次氯酸鹽”燃料電池可為圖①裝置提供電能，該電池電極為鎂合金和鉑合金，其工作原理如圖②所示。b為該燃料電池的___________（填“正"或“負"）極。當有16.6 g Na2FeO4生成時消耗C1O-的物質的量為______mol；

（2）電解Na2SO4溶液生產H2SO4和燒堿的裝置如圖③所示（已知：陽離子交換膜只允許陽離子通過，陰離子交換膜只允許陰離子通過），其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1：2。則丁為_________；電解一段時間，當產生0.1 mo1氣體甲時，通過離子交換膜f的離子的質量為_____________g。

（3）用0.1032 mol/L的NaOH溶液滴定未知濃度的稀鹽酸，實驗數據如下表：

實驗序號	消耗NaOH溶液的體積/mL	待測稀鹽酸的體積/mL
1	28.84	25.00
2	27.83	25.00
3	27.85	25.00

根據表格計算c（HCl）=______________。在上述滴定過程中，若滴定前堿式滴定管下端尖嘴中無氣泡，滴定后有氣泡，則測定結果將__________ （填“偏大”、“偏小”或“不影響”）。

Answer 1

【答案】Fe＋8OH－－6e－===FeO42－＋4H2O 正 0.3 NaOH 9.2 0.1149mol/L 偏小

【解析】

根據原電池及電解池原理分析解答；根據酸堿滴定原理計算溶液濃度及進行誤差分析。

（1）①根據圖示①知鐵絲作陽極，陽極失電子發生氧化反應，電極反應式為：Fe＋8OH－－6e－===FeO42－＋4H2O；

②如圖②所示，b極發生的反應為ClO-生成Cl-，氯元素化合價降低，得電子發生還原反應，作電池的正極；Na2FeO4中鐵元素化合價為+6，根據得失電子守恒得：

n(C1O一)=3×n(Na2FeO4)=3×=0.3mol，

故答案為：Fe＋8OH－－6e－===FeO42－＋4H2O；正；0.3；

（2）根據圖③，電解Na2SO4溶液相當于電解水生成氫氣和氧氣，由題干知氣體甲與氣體乙的體積比約為1：2，則甲為氧氣，c極為陽極，乙為氫氣，d極為陰極；d極電極反應為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，則丁為NaOH；生成0.1mol氧氣時，轉移的電子的物質的量為0.4mol，根據得失電子守恒，通過交換膜f的Na+的物質的量為0.4mol，則m(Na+)=23g/mol×0.4mol=9.2g，

故答案為：NaOH；9.2；

（3）第一組數據誤差較大，應該舍去，則V（NaOH）=（27.83 mL +27.85 mL）/2=27.84 mL，根據HCl+NaOH═NaCl+H2O計算：27.84mL×0.1032mol/L=25.00mL×c（HCl），解得：c（HCl）=0.1149mol/L；若滴定前堿式滴定管下端尖嘴中無氣泡，滴定后有氣泡，消耗掉的氫氧化鈉體積就會偏小，滴定結果偏小，

故答案為:0.1149mol/L；偏小。