Question

【题目】某反应中反应物与生成物有：FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu．
（1）将上述反应设计成的原电池如图甲所示，请回答下列问题： ①图中X溶液是；②Cu电极上发生的电极反应式为；
③原电池工作时，盐桥中的离子（填“K+”或“Cl﹣”）不断进入X溶液中．
（2）将上述反应设计成的电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙，请回答下列问题： ①M是极；②图丙中的②线是离子的变化．
③当电子转移为2mol时，向乙烧杯中加入L 5molL﹣1NaOH溶液才能使所有的金属阳离子沉淀完全．
（3）铁的重要化合物高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点． ①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe+2NaOH+2H2O Na2FeO4+3H2↑，则电解时阳极的电极反应式是 ．
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为 ．
③Na2FeO4能消毒、净水的原因 ．

Answer 1

【答案】
（1）FeCl3；Cu﹣2e﹣=Cu2+；K+
（2）负；Fe2+；2.8
（3）Fe+8OH﹣﹣6e﹣=FeO42﹣+4H2O；2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O；高价铁具有氧化性，能杀菌消毒，生成的Fe3+水解形成胶体，具有吸附悬浮物的净水作用
【解析】解：（1）①据反应物和生成物可以确定甲中反应为2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2 ， 则X为FeCl3 ， 所以答案是：FeCl3； ②铜作负极失电子发生氧化反应，电极反应为Cu﹣2e﹣=Cu2+ ， 所以答案是：Cu﹣2e﹣=Cu2+；③Cu做负极，石墨作正极，盐桥中阳离子向正极移动，则K+不断移向正极即进入X溶液中，所以答案是：K+； （2）①根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子，而根据X的成分可知X中只有两种金属阳离子，说明在电解过程中还有Cu2+生成，因此Cu做阳极，石墨做阴极，则M为负极，N为正极，所以答案是：负；②在电解过程中有Cu2+生成，则Cu2+的物质的量从零逐渐增大，所以③为Cu2+ ， 由图可知，①表示的金属离子的物质的量正极减少，则为Fe3+ ， 所以②为Fe2+ ， 所以答案是：Fe2+； ③当电子转移为2mol时，溶液中有Fe3+ 2mol，Fe2+ 3mol，Cu2+为1mol，所以需要加入NaOH溶液14mol，所以NaOH溶液等体积为 =2.8L，所以答案是：2.8；（3）①用铁做阳极电解氢氧化钠制备铁酸钠，电解时铁失去电子发生氧化反应结合氢氧根离子生成铁酸跟离子和水，电极反应式为：Fe+8OH﹣﹣6e﹣=FeO42﹣+4H2O，所以答案是：Fe+8OH﹣﹣6e﹣=FeO42﹣+4H2O；②NaClO氧化Fe（OH）3的反应方程式为2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣═2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O，所以答案是：2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣═2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O；③Na2FeO4能消毒、净水的原因是高价铁具有氧化性，能消毒杀菌，生成Fe3+形成胶体，具有吸附悬浮物的净水的作用；所以答案是：高价铁具有氧化性，能杀菌消毒，生成的Fe3+水解形成胶体，具有吸附悬浮物的净水作用；