Question

A为某短周期非金属元素的单质，常用作电极材料及润滑剂．将其与铁片等如图I组装好，通电一段时间后，溶液颜色变浅，请回答：

（1）A极发生的电极反应式是

 

．
（2）停止通电，从图I装置中取出铁电极，用蒸馏水清洗干净后，投入盛有过量稀硫酸的烧杯中，如图Ⅱ所示．
①反应开始后的现象是

 

．
②若使反应速率减慢，可采取的操作是

 

（选填字母）．
a．加入少量水    b．加入少量CH₃COONa固体    c．通入少量HCl气体
（3）已知在强碱性环境中，Fe（OH）₃可与NaClO溶液作用而生成FeO₄^2-．
①此反应的离子方程式是

 

，
②若反应中生成10mol水，则电子转移数是

 

mol．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）A为某短周期非金属元素的单质，常用作电极材料及润滑剂，则A为石墨，用石墨作阳极、Fe作阴极电解氯化铜溶液时，阳极上氯离子放电、阴极上铜离子放电；
（2）①将铁电极通入稀硫酸中，该装置构成原电池，Fe易失电子作负极、Cu作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，负极上铁溶解；
②反应速率与氢离子浓度成正比，要使反应速率降低，应该使氢离子浓度减小；
（3）①碱性条件下，次氯酸钠和氢氧化铁发生氧化还原反应生成氯离子、高铁酸根离子和水；
②根据水和转移电子之间的关系式计算．

解答： 解：（1）A为某短周期非金属元素的单质，常用作电极材料及润滑剂，则A为石墨，用石墨作阳极、Fe作阴极电解氯化铜溶液时，阳极上氯离子放电、阴极上铜离子放电，所以A极电极反应式为2Cl^--2e-=Cl₂↑，故答案为：2Cl^--2e-=Cl₂↑；
（2）①将铁电极通入稀硫酸中，该装置构成原电池，Fe易失电子作负极、Cu作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，负极上铁溶解，所以看到的现象是红色部分冒出大量气泡，铁片被腐蚀，无色溶液变成浅绿色，故答案为：红色部分冒出大量气泡，铁片被腐蚀，无色溶液变成浅绿色；
②反应速率与氢离子浓度成正比，要使反应速率降低，应该使氢离子浓度减小，
a．加水稀释能降低氢离子浓度，从而降低反应速率，故正确；
b．加入醋酸钠固体时，硫酸和醋酸钠反应生成醋酸，醋酸是弱电解质，则溶液中氢离子浓度降低，反应速率减小，故正确；
c．通入氯化氢气体，溶液中氢离子浓度增大，则反应速率加快，故错误；
故选ab；
（3）①碱性条件下，次氯酸钠和氢氧化铁发生氧化还原反应生成氯离子、高铁酸根离子和水，离子反应方程式为2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案为：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
②反应2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O中，每生成5mol水转移电子3mol，则生成10mol水，转移电子的物质的量为6mol，故答案为：6．

点评：本题考查了原电池原理和氧化还原反应、化学反应速率的影响因素等知识点，明确原电池和电解池电极上发生的反应、氧化还原反应中元素化合价变化即可解答，注意（2）①中装置能构成原电池，为易错点．