Question

8．铁和铁的化合物在工业生产和日常生活中都有广泛的用途．请回答下列问题：
（1）钢铁锈蚀是目前难以解决的现实问题，电化学腐蚀最为普遍．写出在潮湿空气中钢铁锈蚀时发生还原反应的电极电应式：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，将生锈的铁屑放入H₂SO₄溶液中充分溶解后，在溶液中并末检测出Fe³⁺，用离子方程式说明原因：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（2）爱迪生蓄电池的反应式为Fe+NiO₂+2H₂O$?_{充电}^{放电}$Fe（OH）₂+Ni（OH）₂；高铁酸钠（Na₂FeO₄）是一种新型净水剂．用如图装置可以制取少量高铁酸钠．
①此装置中爱迪生蓄电池的负极是a（填“a”或“b”），该电池工作一段时间后必须充电，充电时生成NiO₂的反应类型是氧化反应．
②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．
③你认为高铁酸钠作为一种新型净水剂的理由可能是BC．
A．高铁酸钠溶于水形成一种胶体，具有较强的吸附性
B．高铁酸钠具有强氧化性，能消毒杀菌
C．高铁酸钠在消毒杀菌时被还原生成Fe³⁺，水解产生氢氧化铁胶体能吸附悬浮杂质．

Answer 1

分析 （1）钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，正极上得电子发生还原反应；铁和铁离子能发生氧化还原反应生成亚铁离子；
（2）①放电时，铁棒作负极，碳棒作正极，据此判断a的电极；失电子的物质发生氧化反应；
②铁失电子和氢氧根离子生成高铁酸根离子和水；
③高铁酸根离子有强氧化性，被还原生成的三价铁离子能发生生成胶体，胶体具有吸附性．

解答 解：（1）钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；铁和铁离子能发生氧化还原反应生成亚铁离子，离子方程式为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，导致溶液中不存在铁离子；
故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（2）①放电时，铁作负极，碳棒作正极，所以放电时a是负极，b是正极；充电时，氢氧化镍失电子生成氧化镍，发生氧化反应；
故答案为：a；氧化反应；
②阳极上铁失电子和氢氧根离子反应生成高铁酸根离子和水，离子方程式为：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
故答案为：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
③高铁酸钠具有强氧化性，所以能杀菌消毒；高铁酸钠能被还原生成铁离子，铁离子能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能吸附悬浮杂质，所以能净水；
故选BC．

点评 本题以安迪生电池为载体考查了原电池原电池和电解池原理，难度不大，明确高铁酸钠能作为一种新型净水剂的原理．