Question

6．电解法制取有广泛用途的Na₂FeO₄，同时获得氢气．工作原理如图1所示，c（ Na₂FeO₄）随初始c（NaOH）的变化如图2．

已知：FeO₄^2-为紫红色；Na₂FeO₄只在强碱性条件下稳定，易被H₂还原；溶液中OH^-浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质．下列说法错误的是（　　）

• A． 制备Na₂FeO₄的电极反应为Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O
• B． 电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出
• C． MN两点中c（Na₂FeO₄）低于最高值的原因不同，在M点会有Fe（OH）₃生成
• D． 图1中的离子交换膜为阴离子交换膜，电解过程中，阴极区附近pH会增大

Answer 1

分析 A．电解氢氧化钠溶液时，铁作阳极，阳极上铁失电子和氢氧根离子反应生成高铁酸根离子；
B．Ni电极上氢离子放电，氢气具有还原性，根据题意Na₂FeO₄只在强碱性条件下稳定，易被H₂还原；
C．Na₂FeO₄只在强碱性条件下稳定，在M点，c（OH^-）低，在N点：c（OH^-）过高；
D．图1中的离子交换膜为阴离子交换膜，电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高．

解答 解：A．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A正确；
B．镍电极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，氢气具有还原性，根据题意Na₂FeO₄只在强碱性条件下稳定，易被H₂还原．电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na₂FeO₄与H₂反应使产率降低，故B正确；
C．Na₂FeO₄只在强碱性条件下稳定，在M点，c（OH^-）低，Na₂FeO₄稳定性差，且反应慢，在N点：c（OH^-）过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na₂FeO₄产率降低，故C错误；
D．铁是阳极，电极反应式为Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O，Ni电极上氢离子放电，电极反应式为2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，图1中的离子交换膜为阴离子交换膜，OH^-自左向右移动，电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高，故D正确；
故选C．

点评 本题考查电解池原理，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，注意阳极发生的反应，易错选项是D，为易错点，题目难度中等．