题目内容
（1）铁的化合物应用十分广泛．一定条件下铁可以和CO2发生反应：
Fe（s）+4CO2（g）?Fe3O4（s）+4CO（g）；△H＞0
T℃时，反应在VL密闭容器中经10min达到平衡，平衡常数的表达式为 ；若反应生成了a mol CO，则υ（CO2）为 ；
（2）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30%以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图1所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过．
①写出Y参加的电极反应式 ；
②反应一段时间后，电解池和燃料电池中溶液pH的变化分别是 、 （填‘升高’、‘降低’或‘不变’）；
（3）①高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型饮用水消毒剂．其生产方法之一是在强碱性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物．现产生了66.4g高铁酸钠，转移电子数目为 ；
②高铁酸钠生产方法之二电解法：用隔膜式电解槽（隔膜只允许阴离子通过），如图2所示装置．写出阳极的电极反应式 ；当产生与①质量相同的高铁酸钠时，阴极槽内溶液质量的变化为 g．
Fe（s）+4CO2（g）?Fe3O4（s）+4CO（g）；△H＞0
T℃时，反应在VL密闭容器中经10min达到平衡，平衡常数的表达式为
（2）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30%以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图1所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过．
①写出Y参加的电极反应式
②反应一段时间后，电解池和燃料电池中溶液pH的变化分别是
（3）①高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型饮用水消毒剂．其生产方法之一是在强碱性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物．现产生了66.4g高铁酸钠，转移电子数目为
②高铁酸钠生产方法之二电解法：用隔膜式电解槽（隔膜只允许阴离子通过），如图2所示装置．写出阳极的电极反应式
考点：产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线,化学平衡建立的过程,电解原理
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）根据平衡常数的定义进行书写；根据化学反应速率的定义进行计算；
（2）根据图片知，B装置中通入空气和Y，空气作氧化剂，且整个装置是原电池和电解池组合的装置，B能自发的进行氧化还原反应，所以B是原电池，则A是电解池；
燃料电池中氢气是燃料，在负极上投放，空气是氧化剂，在正极上投放，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电解池中，电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时得到氢氧化钠；
（3）①根据化合价升降进行计算；
②电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；阴极发生还原反应，电极方程式为6H2O+6e-═3H2↑+6OH-．
（2）根据图片知，B装置中通入空气和Y，空气作氧化剂，且整个装置是原电池和电解池组合的装置，B能自发的进行氧化还原反应，所以B是原电池，则A是电解池；
燃料电池中氢气是燃料，在负极上投放，空气是氧化剂，在正极上投放，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电解池中，电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时得到氢氧化钠；
（3）①根据化合价升降进行计算；
②电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；阴极发生还原反应，电极方程式为6H2O+6e-═3H2↑+6OH-．
解答：
解：（1）Fe（s）+4CO2（g）?Fe3O4（s）+4CO（g），该反应的平衡常数的表达式为：
；
反应生成了amolCO，则参加反应的二氧化碳为amol，故υ（CO2）=
=
=
mol/（L?min），
故答案为：
；
mol/（L?min）；
（2）①根据图片知，B装置中通入空气和Y，空气作氧化剂，且整个装置是原电池和电解池组合的装置，B能自发的进行氧化还原反应，所以B是原电池，则A是电解池；原电池中燃料是氢气，所以Y是氢气，失电子发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，
故答案为：H2-2e-+2OH-=2H2O；
②燃料电池发生的反应为2H2+O2+4e-=2H2O，故溶液的碱性减弱，PH值降低；电解池发生的反应为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑，溶液碱性增强，PH值升高，
故答案为：降低；升高；
（3）①66.4g高铁酸钠物质的量为
=0.4mol，铁的化合价由+3价升高为+6价，故转移的电子数目为0.4×3NA=1.2NA，
故答案为：1.2NA；
②电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
阴极发生还原反应，电极方程式为6H2O+6e-═3H2↑+6OH-，生成0.4mol的高铁酸钠，则生成的氢气为1.2mol，质量为2.4g，
故答案为：Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；2.4．
| c(CO)4 |
| c(CO2)4 |
反应生成了amolCO，则参加反应的二氧化碳为amol，故υ（CO2）=
| ||
| t |
| ||
| 10min |
| a |
| 10V |
故答案为：
| c(CO)4 |
| c(CO2)4 |
| a |
| 10V |
（2）①根据图片知，B装置中通入空气和Y，空气作氧化剂，且整个装置是原电池和电解池组合的装置，B能自发的进行氧化还原反应，所以B是原电池，则A是电解池；原电池中燃料是氢气，所以Y是氢气，失电子发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，
故答案为：H2-2e-+2OH-=2H2O；
②燃料电池发生的反应为2H2+O2+4e-=2H2O，故溶液的碱性减弱，PH值降低；电解池发生的反应为2NaCl+2H2O
| ||
故答案为：降低；升高；
（3）①66.4g高铁酸钠物质的量为
| 66.4 |
| 166 |
故答案为：1.2NA；
②电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
阴极发生还原反应，电极方程式为6H2O+6e-═3H2↑+6OH-，生成0.4mol的高铁酸钠，则生成的氢气为1.2mol，质量为2.4g，
故答案为：Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；2.4．
点评：本题考查了原电池和电解质原理，从电极上的电极反应来分析解答，明确燃料电池原料是解本题的关键，难度中等．
练习册系列答案
相关题目
下列叙述正确的是（ ）
| A、48g O3和O2的混合气体中含有6.02×1023个分子 |
| B、常温常压下，4.6g NO2气体含有1.806×1023个原子 |
| C、0.5mol?L-1 1L CuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2+ |
| D、标准状况下，3.36L H2O含有9.03×1023个分子H2O |
A、B、C、X是中学化学常见物质，均由前18号元素组成，转化关系如图．请针对以下三种不同情况回答：已知25℃、101kPa条件下：
①4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）；△H=-2834.9kJ?mol-1
②4Al（s）+2O3（g）═2Al2O3（s）；△H=-3119.1kJ?mol-1 由此得出的正确结论是（ ）
①4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）；△H=-2834.9kJ?mol-1
②4Al（s）+2O3（g）═2Al2O3（s）；△H=-3119.1kJ?mol-1 由此得出的正确结论是（ ）
| A、等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应 |
| B、反应①可确定铝的燃烧热是708.7KJ |
| C、O3比O2稳定，由O2变O3为放热反应 |
| D、反应②可确定铝的燃烧热是779.78kJ?mol-1 |