Question

高鐵酸鉀是20世紀70年代以來開發的一種繼臭氧、過氧化氫、二氧化氯之后一種新型水處理劑，它能快速殺滅水中的細菌和病毒，且不會生成三氯甲烷、氯代酚等次級衍生物．高鐵酸根（FeO₄^2-）在溶液中呈紫紅色，溶液的pH對高鐵酸根穩定性的影響很大，當pH值為10～11時非常穩定，而當pH＜7.5時，穩定性明顯下降，分解放出氧氣，并析出具有高度吸附活性的無機絮凝劑Fe（OH）₃．電解法制備高鐵酸鉀原理如圖所示．
（1）電解質溶液應選用

 

A、NaOH溶液  B、NaCl溶液   C、稀硫酸
（2）電解過程中可能觀察到的實驗現象有

 

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（3）生成高鐵酸根（FeO₄^2-）的電極反應是

 

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Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）高鐵酸根（FeO₄^2-）在pH值為10～11時非常穩定，所以電解質溶液應該呈堿性；
（2）Fe電極反應式為Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O，C電極上氫離子放電；
（3）鐵失電子和氫氧根離子反應生成高鐵酸根離子．

解答： 解：（1）高鐵酸根（FeO₄^2-）在pH值為10～11時非常穩定，當pH＜7.5時，穩定性明顯下降，分解放出氧氣，所以電解質溶液應該呈堿性，故選A；
（2）Fe電極反應式為Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O，C電極上氫離子放電生成氫氣，所以看到的現象是鐵電極附近溶液變為紫紅色，石墨電極上有無色氣體生成，鐵電極變細，故答案為：鐵電極附近溶液變為紫紅色，石墨電極上有無色氣體生成，鐵電極變細；
（3）鐵失電子和氫氧根離子反應生成高鐵酸根離子，電極反應式為Fe+8OH^--6e^-=FeO₄^2-+4H₂O，故答案為：Fe+8OH^--6e^-=FeO₄^2-+4H₂O．

點評：本題以制備高鐵酸鉀為載體考查了電解池原理，注意：活潑金屬作陽極時，陽極上金屬失電子而電解質溶液中陰離子失電子，陽極電極反應式的書寫是學習難點，題目難度中等．