Question

11．已知：Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂
（1）將上述反應(yīng)設(shè)計成的原電池如圖甲所示，請回答下列問題：

①圖中X溶液是FeCl₃；
②Cu電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺；
③原電池工作時，鹽橋中的K⁺（填“K⁺”或“Cl^-”）不斷進入X溶液中．
（2）將上述反應(yīng)設(shè)計成的電解池如圖乙所示，乙燒杯中金屬陽離子的物質(zhì)的量與電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖丙，請回答下列問題：
①M是負極；
②圖丙中的②線是Fe²⁺的變化．
③當電子轉(zhuǎn)移為2mol時，溶解銅的質(zhì)量為64g．
（3）鐵的重要化合物高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）是一種新型飲用水消毒劑，具有很多優(yōu)點．
①高鐵酸鈉生產(chǎn)方法之一是電解法，其原理為Fe+2NaOH+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Na₂FeO₄+3H₂↑，則電解時陽極的電極反應(yīng)式是Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O．
②高鐵酸鈉生產(chǎn)方法之二是在強堿性介質(zhì)中用NaClO氧化Fe（OH）₃生成高鐵酸鈉、氯化鈉和水，該反應(yīng)的離子方程式為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
③你認為高鐵酸鈉作為一種新型凈水劑的理由可能是BC．
A．高鐵酸鈉溶于水形成一種膠體，具有較強的吸附性
B．高鐵酸鈉具有強氧化性，能消毒殺菌
C．高鐵酸鈉在消毒殺菌時被還原生成Fe³⁺，水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體能吸附懸浮雜質(zhì)．

Answer 1

分析 （1）①氯化鐵具有強氧化性，銅能被氯化鐵氧化，所以電解質(zhì)溶液為FeCl₃溶液；
②Cu易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負極；
③石墨作正極，則鹽橋中陽離子向正極移動；
（2）根據(jù)丙圖可知溶液中有三種金屬陽離子，而根據(jù)X的成分可知X中只有兩種金屬陽離子，說明在電解過程中還有Cu²⁺生成，因此Cu做陽極，石墨做陰極，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽離子的物質(zhì)的量的變化確定曲線對應(yīng)的離子，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量計算；
（3）①電解時陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)．
②鐵失電子和氫氧根離子生成高鐵酸根離子和水．
③高鐵酸根離子有強氧化性，被還原生成的三價鐵離子能發(fā)生生成膠體，膠體具有吸附性．

解答 解：（1）①氯化鐵具有強氧化性，銅能被氯化鐵氧化，所以反應(yīng)為2FeCl₃+Cu=CuCl₂+2FeCl₂，則FeCl₃溶液為電解質(zhì)溶液，故答案為：FeCl₃；
②Cu作負極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺；
③Cu作正極，放電時，電解質(zhì)溶液中陽離子K⁺移向X溶液中，故答案為：K⁺；
（2）①根據(jù)丙圖可知溶液中有三種金屬陽離子，而根據(jù)X的成分可知X中只有兩種金屬陽離子，說明在電解過程中還有Cu²⁺生成，因此Cu做陽極，石墨做陰極，所以M是負極，故答案為：負；
②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽離子的物質(zhì)的量的變化，可知①為Fe³⁺，②為Fe²⁺，③為Cu²⁺，故答案為：Fe²⁺；
③當電子轉(zhuǎn)移為2mol時，溶液中有Fe³⁺ 2mol，F(xiàn)e²⁺ 3mol，Cu²⁺為1mol，所以溶解銅的質(zhì)量為64g，故答案為：64g；
（3）①電解時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O，故答案為：Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O；
②NaClO氧化Fe（OH）₃的反應(yīng)方程式為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
③高鐵酸鈉具有強氧化性，所以能殺菌消毒；高鐵酸鈉能被還原生成鐵離子，鐵離子能水解生成氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附性，能吸附懸浮雜質(zhì)，所以能凈水，
故選BC．

點評 本題考查了電解原理和原電池原理，為高考熱點問題，難點是（2）題圖象分析，知道溶液中離子濃度變化及其原因，題目難度中等．