Question

【题目】铁元素在电化学中应用广泛。回答下列问题：

（1）根据反应2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+设计原电池如图。电流计显示电流方向为：a→b。

①电极B为____________，电解质溶液C为_____________。（填标号）

A,碳棒 B.铜片 C.Fe2(SO4)3溶液 D.CUSO4溶液

②A电极的电极反应式为________________________________________。

③用该电池做电源，电解硫酸钠溶液，当电解池阳极有11.2mL气体（标准状况）产生时，该电池有__________________molFe3+被还原。

（2）NaFeO4是一种用途广泛的化工产品，工业上常用电解法制取。制取装置如图。已知Na2FeO4只在强碱性条件下比较稳定，具有强氧化性。

①Na2FeO4中铁元素化合价为_____________ Na2FeO4是具有杀菌效果的净水剂。原因是_________________________________________________。

②电极Ni为_________________（填“阳”或“阴”）极。为使该装置能持续反应，离子交换膜应为__________________________（填“阳”或“阴”）离子交换膜。

③阳极反应式为_______________________________________。

Answer 1

【答案】 Ｂ Ｃ Fe3++e-= Fe2+ 0.002 +6 杀菌的原因是有强氧化性，净水的原因是高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe(OH)3胶体，有吸附性 阴 阴 Fe-6e-＋8OH－= FeO42-＋4H2O

【解析】（1）①电流方向为：a→b，所以电极A为正极，B 为负极。负极失电子，根据总反应可知B为铜片，正极上得电子，所以电解质溶液C为 Fe2(SO4)3溶液； ②A为正极，Fe3+得电子生成Fe2+，电极反应式为Fe3++e-= Fe2+ ；③电解硫酸钠溶液，阳极产生的气体为O2，标准状况下11.2mLO2的物质的量为5×10-4mol，电路中转移的电子的物质的量为n=4×5×10-4mol=2×10-3mol，原电池中Fe3+还原为Fe2+，根据电子守恒可知被还原的Fe3+的物质的量为0.002mol。

（2）①Na2FeO4中铁元素化合价为+6价；Na2FeO4具有强氧化性，可以杀毒，Na2FeO4发生氧化还原反应时被还原为Fe3+，Fe3+发生水解生成Fe(OH)3胶体，具有吸附性，因此 Na2FeO4可用来作净水剂。②电极Ni与电源负极连接，为阴极；阳极Fe失去电子，发生的反应为Fe-6e-＋8OH－= FeO42-＋4H2O，阳极区OH-不断消耗，要使反应持续，必须补充OH-，所以离子膜为阴离子交换膜，使阴极区的OH-进入阳极区。③根据产物可知Fe失去6个电子生成FeO42-，阳极反应式为Fe-6e-＋8OH－= FeO42-＋4H2O。