Question

7．鐵、銅是生活生產(chǎn)中常見的兩種金屬，其單質(zhì)和化合物應(yīng)用廣泛．

（1）FeCl₃具有凈水作用，其原理是（用離子方程式表示）Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺．
（2）如圖1所示原電池正極的電極反應(yīng)式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺．
（3）利用如圖2裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)．若X為鋅，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于M處．若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為外加電源的陰極保護(hù)法．
（4）以CuSO₄溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì)）的電解精煉，下列說法正確的是bd（填正確選項(xiàng)的字母代號(hào)）．
a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能       
b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)
c．溶液中Cu²⁺向陽極移動(dòng)      
d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬e．電解前后，溶液中Cu²⁺的濃度不變
（5）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料．Fe（OH）₃與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K₂FeO₄，其反應(yīng)的離子方程式為Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．與MnO₂-Zn電池類似，K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)式為FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-．

Answer 1

分析 （1）FeCl₃可水解生成具有吸附性的氫氧化鐵膠體；
（2）原電池工作時(shí)，氯化鐵被還原，為原電池正極；
（3）若X為鋅，開關(guān)K置于M處，為原電池，Zn為負(fù)極被腐蝕，F(xiàn)e為正極被保護(hù)，若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，F(xiàn)e連接電源的負(fù)極，為電解池；
（4）銅的精煉時(shí)，粗銅為陽極，純銅為陰極；
（5）用Fe（OH）₃與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)制取K₂FeO₄，反應(yīng)的離子方程式為：Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，負(fù)極為鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂；由產(chǎn)物和電子守恒可知正極反應(yīng)：FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-．

解答 解：（1）FeCl₃可水解生成具有吸附性的氫氧化鐵膠體，離子方程式為Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
（2）原電池工作時(shí)，正極上氯化鐵被還原，電極方程式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，故答案為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；
（3）若X為鋅，開關(guān)K置于M處，為原電池，Zn為負(fù)極被腐蝕，F(xiàn)e為正極被保護(hù)，該電化學(xué)防護(hù)法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為外加電源的陰極保護(hù)法，
故答案為：M；外加電源的陰極保護(hù)法；
（4）電解精煉銅時(shí)利用了電解原理，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，也有少量轉(zhuǎn)化為熱能．電解精煉時(shí)粗銅做陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，精銅做陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)．電解時(shí)，溶液中的陽離子向陰極移動(dòng)，在陰極上得電子．粗銅中的不活潑金屬不能失電子，以陽極泥的形式沉積在陽極附近，溶液銅離子濃度減小，此題應(yīng)選b、d；
故答案為：bd；
（5）用Fe（OH）₃與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)制取K₂FeO₄，反應(yīng)的離子方程式為：Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，負(fù)極為鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂；由產(chǎn)物和電子守恒可知正極反應(yīng)：FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-．故答案為：Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查電解池和原電池知識(shí)，注意把握電化學(xué)工作原理，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，有利于培養(yǎng)學(xué)生的良好的科學(xué)素養(yǎng)，難度中等．