Question

用如图所示装置进行实验．实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清．查阅资料发现，高铁酸根（FeO₄^2-）在溶液中呈紫红色．
（1）电解过程中，X极区溶液的pH

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O 和4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，若在X极收集到672mL气体，在Y极收集到168mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少

 

g．
（3）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为：2K₂FeO₄+3Zn=Fe₂O₃+ZnO+2K₂ZnO₂该电池正极发生的反应的电极反应式为

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）电解过程中，X电极上H⁺放电生成氢气，同时电极附近有OH^-生成；
（2）Y电极上还发生的反应为Fe失电子和氢氧根离子反应生成高铁酸根离子和水；根据转移电子相等计算铁溶解的质量；
（3）正极上高铁酸根离子得电子和水反应生成氧化铁和氢氧根离子．

解答： 解：（1）电解过程中，X电极上电极反应式为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，所以c（OH^-）增大，溶液的pH增大，故答案为：增大；
（2）Y电极上还发生的反应为Fe失电子和氢氧根离子反应生成高铁酸根离子和水，电极反应式为Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，X电极收集的气体是氢气，n（H₂）=

0.672L

22.4L/mol

0.03mol，Y电极析出氧气的物质的量=0.0075mol，根据转移电子相等得铁溶解的质量=

0.03mol×2-0.0075mol×4

6

×56g/mol=0.28g，
故答案为：0.28；
（3）正极上高铁酸根离子得电子和水反应生成氧化铁和氢氧根离子，电极反应式为2FeO₄^2-+6e^-+5H₂O=Fe₂O₃+10OH^-，故答案为：2FeO₄^2-+6e^-+5H₂O=Fe₂O₃+10OH^-．

点评：本题考查了电解原理，明确高铁酸钠的制取原理是解本题关键，再结合转移电子相等进行有关计算，难点是电极反应式书写，题目难度中等．