Question

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 ；

②石墨电极上发生的电极反应式为 ；

③原电池工作时，盐桥中的 (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 的变化。

③当电子转移为2 mol时，向乙烧杯中加入 L 5 mol·L－1 NaOH溶液才能使Cu2+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＋2H2ONa2FeO4＋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 。

 

Answer 1

(1) ①FeCl3、FeCl2 ②Fe3++e-＝Fe2+ ③K＋ (2)①负

②Fe2＋（或者FeCl2 ）③2.8 (3)①Fe＋8OH－－6e－＝FeO42-＋4H2O

②2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42-＋3Cl－＋5H2O

【解析】

试题分析：（1）①该反应应该是Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，其中铜是还原剂作负极，正极是氯化铁得到电子被还原为氯化亚铁，所以装置中X应该是FeCl3、FeCl2。

②石墨是正极，铁离子得到电子，电极上发生的电极反应式为Fe3++e-＝Fe2+。

③原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，因此该原电池工作时，盐桥中的K＋不断进入X溶液中。

（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，所以M为负极，N为正极。

②根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化，可知①为Fe3+，②为Fe2+，③为Cu2+。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，因此NaOH溶液等体积为14mol÷5mol/L＝2.8L。

（3）①电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为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。

考点：考查电化学原理以及氧化还原反应的应用