Question

【题目】钴、镍与铁是同族元素，它们的单质及化合物的性质有很多相似之处。

（1）为了比较 Fe、Co、Cu 三种金 属的活动性，某实验小组设计如下甲、乙、丙三个实验装置。 丙装置中 X、Y 均为石墨电极。反应一段时间后，可观察到甲装置中 Co 电极附近产生气泡，丙装 置中 X 极附近溶液变红。

①由现象可知三种金属的活动性由强到弱的顺序是_________(填元素符号) 。

②请在如图框内设计实现“2Ag+Co(NO3)2 = Co+2AgNO3” 反应的装置。（在框内标注电源或者电流表、电极材料、电解质溶液。）_____________

（2）Na2FeO4 具有广泛用途，可通过电解法制取得到，工作原理如图丁所示。通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42－，镍电极有气泡产生。已知：Na2FeO4 只在强碱性条件下稳定，易被 H2 还原。

①Fe 电极反应式为_________。电解 一段时间后，溶液的 PH_____（填“增大”或“减小”或“不变”）。

②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_____。

Answer 1

【答案】Fe>Co>Cu Fe6e+8OH=FeO42+4H2O 减小 防止阴极产生的H2与阳极生成的Na2FeO4反应降低产率

【解析】

（1）①甲池是原电池，Co电极附近产生气泡，即Co电极有H2生成，Co做正极，Fe做负极，说明Fe比Co活泼；乙池也是原电池，电解饱和食盐水，X极附近溶液变红，说明X电极周围有大量氢氧根，氢离子在X电极得电子变为氢气，X是阴极，即乙池Co电极为负极，说明Co比Cu活泼，所以三种金属的活动性由强到弱的顺序是 Fe>Co>Cu，

故答案为：Fe>Co>Cu；

②用电解法实现2Ag+Co(NO3)2=Co+2AgNO3，则Ag电极与电源正极连接，C或Co与电源负极连接，Co(NO3)2溶液作电解质，装置图为，

故答案为：；

（2） ①Fe与电源正极连接、是活泼电极，Fe失去电子生成FeO42，电极方程式为Fe6e+8OH=FeO42+4H2O，反应的离子方程式为Fe+2H2O+2OH=FeO42+3H2↑，反应消耗OH，所以溶液的碱性减弱、PH减小，

故答案为：Fe6e+8OH=FeO42+4H2O；减小；

②防止生成的Na2FeO4被H2还原、降低Na2FeO4的产率，所以阴极产生的H2要及时排出；

故答案为：防止阴极产生的H2与阳极生成的Na2FeO4反应降低产率。