Question

3．用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)過程中，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色；停止實(shí)驗(yàn)，鐵電極明顯變細(xì)，電解液仍然澄清．查閱資料發(fā)現(xiàn)，高鐵酸根（FeO₄^2-）在溶液中呈紫紅色．
（1）電解過程中，X極產(chǎn)生的氣體是H₂，X極區(qū)溶液的pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）電解過程中，Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O和4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑．
（3）若在X極收集到672mL氣體，在Y極收集到168mL氣體（均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)氣體體積），則Y電極（鐵電極）質(zhì)量減少0.28g．

Answer 1

分析 （1）電解過程中，X電極上H⁺放電生成氫氣，同時(shí)電極附近有OH^-生成；
（2）Y電極上還發(fā)生的反應(yīng)為Fe失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成高鐵酸根離子和水；
（3）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計(jì)算鐵溶解的質(zhì)量．

解答 解：（1）電解過程中，X電極上電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，所以c（OH^-）增大，溶液的pH增大，故答案為：H₂；增大；
（2）Y電極上還發(fā)生的反應(yīng)為Fe失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成高鐵酸根離子和水，電極反應(yīng)式為Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，并且氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（3）X電極收集的氣體是氫氣，n（H₂）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，Y電極析出氧氣的物質(zhì)的量=$\frac{0.168L}{22.4L/mol}$=0.0075mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得鐵溶解的質(zhì)量=$\frac{0.03mol×2-0.0075mol×4}{6}$×56g/mol=0.28g，故答案為：0.28．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理，明確高鐵酸鈉的制取原理是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式書寫，題目難度中等．