Question

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                            ；
②石墨電極上發(fā)生的電極反應式為                                         ；
③原電池工作時，鹽橋中的           (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(zhì)的量與電子轉移的物質(zhì)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             的變化。
③當電子轉移為2 mol時，向乙燒杯中加入        L 5 mol·L^－1 NaOH溶液才能使Cu²⁺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(yōu)點。
①高鐵酸鈉生產(chǎn)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(chǎn)方法之二是在強堿性介質(zhì)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                                      。

Answer 1

(1) ①FeCl₃、FeCl₂ ②Fe³⁺+e^-＝Fe²⁺③K^＋  (2)①負
②Fe^2＋（或者FeCl₂）③2.8   (3)①Fe＋8OH^－－6e^－＝FeO₄^2-＋4H₂O
②2Fe(OH)₃＋3ClO^－＋4OH^－＝2FeO₄^2-＋3Cl^－＋5H₂O

解析試題分析：（1）①該反應應該是Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，其中銅是還原劑作負極，正極是氯化鐵得到電子被還原為氯化亞鐵，所以裝置中X應該是FeCl₃、FeCl₂。
②石墨是正極，鐵離子得到電子，電極上發(fā)生的電極反應式為Fe³⁺+e^-＝Fe²⁺。
③原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發(fā)生氧化反應。電子經(jīng)導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發(fā)生還原反應，因此該原電池工作時，鹽橋中的K^＋不斷進入X溶液中。
（2）①根據(jù)丙圖可知溶液中有三種金屬陽離子，而根據(jù)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，所以M為負極，N為正極。
②根據(jù)轉移電子的物質(zhì)的量和金屬陽離子的物質(zhì)的量的變化，可知①為Fe³⁺，②為Fe²⁺，③為Cu²⁺。③當電子轉移為2mol時，溶液中有Fe³⁺ 2mol，F(xiàn)e²⁺ 3mol，Cu²⁺為1mol，所以需要加入NaOH溶液14mol，因此NaOH溶液等體積為14mol÷5mol/L＝2.8L。
（3）①電解時陽極發(fā)生氧化反應，電極反應方程式為Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O；
②NaClO氧化Fe（OH）₃的反應方程式為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O。
考點：考查電化學原理以及氧化還原反應的應用