Question

8．鐵和鐵的化合物在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有廣泛的用途．請回答下列問題：
（1）鋼鐵銹蝕是目前難以解決的現(xiàn)實問題，電化學(xué)腐蝕最為普遍．寫出在潮濕空氣中鋼鐵銹蝕時發(fā)生還原反應(yīng)的電極電應(yīng)式：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，將生銹的鐵屑放入H₂SO₄溶液中充分溶解后，在溶液中并末檢測出Fe³⁺，用離子方程式說明原因：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（2）愛迪生蓄電池的反應(yīng)式為Fe+NiO₂+2H₂O$?_{充電}^{放電}$Fe（OH）₂+Ni（OH）₂；高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）是一種新型凈水劑．用如圖裝置可以制取少量高鐵酸鈉．
①此裝置中愛迪生蓄電池的負(fù)極是a（填“a”或“b”），該電池工作一段時間后必須充電，充電時生成NiO₂的反應(yīng)類型是氧化反應(yīng)．
②寫出在用電解法制取高鐵酸鈉時，陽極的電極反應(yīng)式Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．
③你認(rèn)為高鐵酸鈉作為一種新型凈水劑的理由可能是BC．
A．高鐵酸鈉溶于水形成一種膠體，具有較強(qiáng)的吸附性
B．高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性，能消毒殺菌
C．高鐵酸鈉在消毒殺菌時被還原生成Fe³⁺，水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體能吸附懸浮雜質(zhì)．

Answer 1

分析 （1）鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；鐵和鐵離子能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子；
（2）①放電時，鐵棒作負(fù)極，碳棒作正極，據(jù)此判斷a的電極；失電子的物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)；
②鐵失電子和氫氧根離子生成高鐵酸根離子和水；
③高鐵酸根離子有強(qiáng)氧化性，被還原生成的三價鐵離子能發(fā)生生成膠體，膠體具有吸附性．

解答 解：（1）鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；鐵和鐵離子能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子，離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，導(dǎo)致溶液中不存在鐵離子；
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（2）①放電時，鐵作負(fù)極，碳棒作正極，所以放電時a是負(fù)極，b是正極；充電時，氫氧化鎳失電子生成氧化鎳，發(fā)生氧化反應(yīng)；
故答案為：a；氧化反應(yīng)；
②陽極上鐵失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成高鐵酸根離子和水，離子方程式為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
故答案為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
③高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性，所以能殺菌消毒；高鐵酸鈉能被還原生成鐵離子，鐵離子能水解生成氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性，能吸附懸浮雜質(zhì)，所以能凈水；
故選BC．

點評 本題以安迪生電池為載體考查了原電池原電池和電解池原理，難度不大，明確高鐵酸鈉能作為一種新型凈水劑的原理．