Question

12．鐵及其化合物可廣泛用于電池行業(yè)．
I．某堿性電池的總反應(yīng)為NiO₂+Fe+2H₂O=Fe（OH）₂+Ni（OH）₂．
（1）該電池放電時(shí)，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是A（填字母），負(fù)極反應(yīng)式為Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂．
A．NiO₂   B．Fe   C．Fe（OH）₂  D．Ni（OH）₂          
（2）若放電時(shí)生成Fe（OH）₂的質(zhì)量18g，則外電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是0.4mol．
Ⅱ．在堿性環(huán)境下，Mg-Na₂FeO4可以形成高效的原電池，該電池的總反應(yīng)為3Mg+2Na₂FeO₄+8H₂O=2Fe（OH）₃+3Mg（OH）₂+4NaOH．
（3）（3）該電池中Na⁺流向正（填“正”或“負(fù)”，下同）極，F(xiàn)e（OH）₃在正極生成．

Answer 1

分析 I．根據(jù)堿性電池的總反應(yīng)為NiO₂+Fe+2H₂O=Fe（OH）₂+Ni（OH）₂，可判斷該電池負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為：Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂，正極為NiO₂得電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為：NiO₂+2e^-+2H₂O=Ni（OH）₂+2OH^-，據(jù)此分析計(jì)算；
Ⅱ．原電池陽(yáng)離子移向正極，Na₂FeO₄在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Fe（OH）₃．

解答 解：I．（1）由堿性電池的總反應(yīng)為NiO₂+Fe+2H₂O=Fe（OH）₂+Ni（OH）₂，可知正極為NiO₂得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極為Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為：Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂，故答案為：A；Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂；
（2）由負(fù)極為Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為：Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂，則若放電時(shí)生成Fe（OH）₂的質(zhì)量18g，則外電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是$\frac{18g}{90g/mol}$×2=0.4mol，故答案為：0.4mol；
Ⅱ．（3）原電池陽(yáng)離子移向正極，所以Na⁺流向正極，Na₂FeO₄在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Fe（OH）₃，所以Fe（OH）₃在正極生成，故答案為：正；正．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池原理，題目難度中等，注意根據(jù)化合價(jià)變化分析電極方程式的書(shū)寫(xiě)，為解答該題的關(guān)鍵，也是易錯(cuò)點(diǎn)，做題時(shí)注意體會(huì)．