Question

【題目】某反應中反應物與生成物有：FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu。

（1）將上述反應設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電極上發生的電極反應式為 ；

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）將上述反應設計成的電解池如圖乙所示，乙燒杯中金屬陽離子的物質的量與電子轉移的物質的量的變化關系如圖丙，請回答下列問題：

①M是 極；②圖丙中的②線是 離子的變化。

③當電子轉移為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，具有很多優點。

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

②高鐵酸鈉生產方法之二是在強堿性介質中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高鐵酸鈉、氯化鈉和水，該反應的離子方程式為 。

③Na2FeO4能消毒、凈水的原因 。

Answer 1

【答案】（1）①FeCl3 ； ②Cu-2e-＝Cu2+ ； ③K＋

（2）①負；②Fe2＋(或者FeCl2)；③2.8

（3）①Fe＋8OH――6e－＝FeO42-＋4H2O

②2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42-＋3Cl－＋5H2O；

③高價鐵具有氧化性，能殺菌消毒，生成的Fe3+水解形成膠體，具有吸附懸浮物的凈水作用。

【解析】

試題分析：（1）①據反應物和生成物可以確定該反應為2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，所以X為FeCl3溶液，故答案為：FeCl3；

②Cu做負極，Cu電極上發生的電極反應式為Cu-2e-＝Cu2+，故答案為：Cu-2e-＝Cu2+；

③Cu做負極，石墨作正極，鹽橋中陽離子向正極移動，則K+不斷移向正極即進入X溶液中，故答案為：K+；

（2）①根據丙圖可知溶液中有三種金屬陽離子，而根據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，則M為負極，N為正極；故答案為：負；

②在電解過程中有Cu2+生成，則Cu2+的物質的量從零逐漸增大，所以③為Cu2+，由圖可知，①表示的金屬離子的物質的量正極減少，則為Fe3+，所以②為Fe2+，故答案為：Fe2+；

③當電子轉移為2mol時，溶液中有Fe3+ 2mol，Fe2+ 3mol，Cu2+為1mol，所以需要加入NaOH溶液14mol，所以NaOH溶液等體積為=2.8L，故答案為：2.8；

（3）①電解時陽極發生氧化反應，電極反應方程式為Fe+8OH—6e-═FeO42-+4H2O，故答案為：Fe+8OH—6e-═FeO42-+4H2O；

②NaClO氧化Fe(OH)3的反應方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案為：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O；

③高價鐵具有氧化性，能殺菌消毒，生成的Fe3+水解形成膠體，具有吸附懸浮物的凈水作用，故答案為：高價鐵具有氧化性，能殺菌消毒，生成的Fe3+水解形成膠體，具有吸附懸浮物的凈水作用。