Question

12．铁及其化合物可广泛用于电池行业．
I．某碱性电池的总反应为NiO₂+Fe+2H₂O=Fe（OH）₂+Ni（OH）₂．
（1）该电池放电时，发生还原反应的物质是A（填字母），负极反应式为Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂．
A．NiO₂   B．Fe   C．Fe（OH）₂  D．Ni（OH）₂          
（2）若放电时生成Fe（OH）₂的质量18g，则外电路中转移的电子数是0.4mol．
Ⅱ．在碱性环境下，Mg-Na₂FeO4可以形成高效的原电池，该电池的总反应为3Mg+2Na₂FeO₄+8H₂O=2Fe（OH）₃+3Mg（OH）₂+4NaOH．
（3）（3）该电池中Na⁺流向正（填“正”或“负”，下同）极，Fe（OH）₃在正极生成．

Answer 1

分析 I．根据碱性电池的总反应为NiO₂+Fe+2H₂O=Fe（OH）₂+Ni（OH）₂，可判断该电池负极发生反应的物质为Fe失电子发生氧化反应，反应式为：Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂，正极为NiO₂得电子发生还原反应，反应式为：NiO₂+2e^-+2H₂O=Ni（OH）₂+2OH^-，据此分析计算；
Ⅱ．原电池阳离子移向正极，Na₂FeO₄在正极得电子发生还原反应生成Fe（OH）₃．

解答 解：I．（1）由碱性电池的总反应为NiO₂+Fe+2H₂O=Fe（OH）₂+Ni（OH）₂，可知正极为NiO₂得电子发生还原反应，负极为Fe失电子发生氧化反应，反应式为：Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂，故答案为：A；Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂；
（2）由负极为Fe失电子发生氧化反应，反应式为：Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂，则若放电时生成Fe（OH）₂的质量18g，则外电路中转移的电子数是$\frac{18g}{90g/mol}$×2=0.4mol，故答案为：0.4mol；
Ⅱ．（3）原电池阳离子移向正极，所以Na⁺流向正极，Na₂FeO₄在正极得电子发生还原反应生成Fe（OH）₃，所以Fe（OH）₃在正极生成，故答案为：正；正．

点评 本题考查原电池原理，题目难度中等，注意根据化合价变化分析电极方程式的书写，为解答该题的关键，也是易错点，做题时注意体会．