Question

高鐵酸鉀（K₂FeO₄）具有高效的消毒作用，為一種新型非氯高效消毒劑。電解法制備高鐵酸鉀操作簡便，成功率高，易于實驗室制備。其原理如下圖所示。

I. 實驗過程中，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色；停止實驗，鐵電極明顯變細(xì)，電解液仍然澄清。查閱資料發(fā)現(xiàn)，高鐵酸根（FeO₄^2－）在溶液中呈紫紅色。
（1）電解過程中，X極是_________極，電極反應(yīng)是__________________。
（2）電解過程中，Y極放電的有_________________。
（3）生成高鐵酸根（FeO₄^2－）的電極反應(yīng)是_________________。
II. 若用不同種電池作為上述實驗的電源，請分析電池反應(yīng)。
（1）鉛蓄電池總的化學(xué)方程式為： Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄2H₂O＋2PbSO₄，則它在充電時的陽極反應(yīng)為__________________。
（2）鎳鎘堿性充電電池在放電時，其兩極的電極反應(yīng)如下：
正極：2NiOOH＋2H₂O＋2e^－＝2Ni(OH)₂＋2OH^－     
負(fù)極：Cd＋2OH^－－2e^－＝Cd(OH)₂
則它在放電時的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。
（3）肼（N₂H₄）是一種可燃性液體，可用作火箭燃料。已知在25℃、101kPa時，32.0g 
N₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣和液態(tài)水，放出624kJ的熱量，則N₂H₄完全燃燒的熱化學(xué)方程式是___________________；肼—空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液，放電時負(fù)極的電極反應(yīng)是__________________。
（4）以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽，電池總反應(yīng)方程式為：C₃H₈＋5O₂＝3CO₂＋4H₂O。寫出該電池正極的電極反應(yīng)：__________________。
（5）當(dāng)制備相同物質(zhì)的量的高鐵酸鉀時，理論上，上述四種電池中分別消耗的Pb、Cd、肼、丙烷的物質(zhì)的量之比是_______________。

Answer 1

Ⅰ.（1）陰；2H^＋＋2e^－= H₂↑；（2）Fe和OH^－；（3）Fe＋8OH^－－6e^－= FeO₄^2－＋4H₂O
Ⅱ.（1）PbSO₄＋2H₂O－2e^－= PbO₂＋SO₄^2－＋4H^＋；（2）Cd＋2NiOOH＋2H₂O = Cd(OH)₂＋2Ni(OH)₂；（3）N₂H₄（l）＋O₂（g）= N₂（g）＋2H₂O（l） △H=－624kJ/mol；N₂H₄＋4OH^－－4e^－= 4H₂O＋N₂↑；（4）O₂＋2CO₂＋4e^－= 2CO₃^2－；（5）10:10:5:1