Question

用鐵作陽極、石墨作陰極電解NaOH溶液，電極反應(yīng)式別是：陽極

Fe-2e^-=Fe²⁺

，陰極

2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-．

．溶液的PH變化是

變大

．若電解質(zhì)溶液與空氣接觸，觀察到的現(xiàn)象是

先生成白色沉淀，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色

，原因是

4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃

（用化學(xué)方程式表示）．當(dāng)放出22.4升氣體（標(biāo)況），欲使溶液恢復(fù)原有組成應(yīng)加入

H₂O

．其質(zhì)量是

45g

．

Answer 1

分析：電解池中，活潑金屬作陽極時電極材料失電子變成離子進(jìn)入溶液；根據(jù)溶液中陽離子的放電順序判斷陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)；根據(jù)溶液中氫氧根離子的濃度變化判斷pH值的變化；二價鐵離子和氫氧根離子能發(fā)生反應(yīng)生成白色的氫氧化亞鐵沉淀，白色的氫氧化亞鐵沉淀不穩(wěn)定，能迅速變?yōu)榛揖G色，氫氧化亞鐵和氧氣能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成紅褐色氫氧化鐵沉淀；根據(jù)溶液中變化的物質(zhì)判斷．

解答：解：電解池中，活潑金屬作陽極時電極材料失電子變成離子進(jìn)入溶液，電極反應(yīng)式為 Fe-2e^-=Fe²⁺；陰極上得電子反應(yīng)還原反應(yīng)，氫氧化鈉溶液中氫離子的放電能力大于鈉離子的放電能力，所以在陰極上析出氫氣，電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；因氫氣的析出，導(dǎo)致溶液中氫離子濃度小于氫氧根離子的濃度，所以溶液的PH值變大；二價鐵離子和氫氧根離子能發(fā)生反應(yīng)生成白色的氫氧化亞鐵沉淀，白色的氫氧化亞鐵沉淀不穩(wěn)定，能迅速變?yōu)榛揖G色，氫氧化亞鐵和氧氣能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成紅褐色氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；該裝置溶液的變化為：二價鐵離子和氫氧根離子生成沉淀，陰極上析出氫氣，氫氧化亞鐵和水、氧氣反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀也減少水的質(zhì)量，所以實際上溶液減少物質(zhì)為水，欲使溶液恢復(fù)原有組成應(yīng)加入H₂O；
設(shè)電解水的質(zhì)量為xg．
2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-．
36g      22.4L
xg      22.4L
 x=36，所以電解水的質(zhì)量為36g；根據(jù)得失電子守恒知，當(dāng)生成22.4L氣體時，生成二價鐵離子的物質(zhì)的量為1mol，再根據(jù)鐵原子守恒，生成氫氧化亞鐵的物質(zhì)的量為1mol；
設(shè)與氫氧化亞鐵反應(yīng)的水的質(zhì)量為yg．
4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃
4mol          36g
1mol          yg
y=9
所以減少水的總質(zhì)量為36g+9g=45g．
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；2H₂O+2e^-=H₂+2OH^-；變大；先生成白色沉淀，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O+2e^-=4Fe（OH）₃；H₂O；45g．

點評：本題考查了電解原理，難度不大，易錯之處是陽極電極反應(yīng)式的書寫、減少水的質(zhì)量的計算，注意計算減少水的質(zhì)量時不要忘記與氫氧化亞鐵反應(yīng)是水的質(zhì)量．