Question

某課外小組用如圖所示裝置進(jìn)行實驗．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
FeO^2-₄）在溶液中呈紫紅色．
（1）電解過程中，X極區(qū)溶液的pH

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）電解過程中，Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑和

 

．
（3）若在X極收集到672mL氣體，在Y極收集到168mL氣體（均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時氣體體積），則Y電極（鐵電極）質(zhì)量減少

 

g．
（4）在堿性鋅電池中，用高鐵酸鉀作為正極材料，電池反應(yīng)為：2K₂FeO₄+3Zn═Fe₂O₃+ZnO+2K₂ZnO₂，該電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）電解過程中，X電極上H⁺放電生成氫氣，同時電極附近有OH^-生成；
（2）Y電極上還發(fā)生的反應(yīng)為Fe失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成高鐵酸根離子和水；
（3）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算鐵溶解的質(zhì)量；
（4）正極上高鐵酸根離子得電子和水反應(yīng)生成氧化鐵和氫氧根離子．

解答： 解：（1）電解過程中，X電極上電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，所以c（OH^-）增大，溶液的pH增大，故答案為：增大；
（2）Y電極上還發(fā)生的反應(yīng)為Fe失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成高鐵酸根離子和水，電極反應(yīng)式為Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，故答案為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
（3）X電極收集的氣體是氫氣，n（H₂）=

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol，Y電極析出氧氣的物質(zhì)的量=

0.168L

22.4L/mol

=0.0075mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得鐵溶解的質(zhì)量=

0.03mol×2-0.0075mol×4

6

×56g/mol=0.28g，故答案為：0.28；
（4）正極上高鐵酸根離子得電子和水反應(yīng)生成氧化鐵和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為2FeO₄^2-+6e^-+5H₂O=Fe₂O₃+10OH^-，故答案為：2FeO₄^2-+6e^-+5H₂O=Fe₂O₃+10OH^-．

點評：本題考查了電解原理，明確高鐵酸鈉的制取原理是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等進(jìn)行有關(guān)計算，難點是電極反應(yīng)式書寫，題目難度中等．