Question

5．高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途．用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na₂FeO₄的装置如图所示．下列推断合理的是（　　）

• A． 铁是阳极，电极反应为 Fe-6e^-+4H₂O=FeO₄^2-+8H⁺
• B． 电解时电子的流动方向为：负极→Ni电极→溶液→Fe电极→正极
• C． 若隔膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeO₄^2-
• D． 电解时阳极区pH 降低、阴极区 pH升高，撤去隔膜混合后，与原溶液比较 pH升高（假设电解前后体积变化忽略不计）

Answer 1

分析 A、依据装置图分析可知铁与电源正极相连做电解池阳极，碱性溶液不能生成氢离子；
B、电解过程中电子流向负极流向Ni电极，不能通过电解质溶液，是通过电解质溶液中离子定向移动实现闭合电路，通过Fe电极回到正极；
C、阴离子交换膜只允许阴离子通过；阴离子移向阳极，若离子交换膜为阴离子交换膜，电解结束后由于浓度差左侧溶液中会含有FeO₄^2-；
D、阳极区域，铁失电子消耗氢氧根离子，溶液pH减小，阴极区氢离子得到电子生成氢气，溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液pH增大；依据电子守恒分析生成氢氧根离子和消耗氢氧根离子相对大小分析溶液酸碱性．

解答 解：A、依据装置图分析可知铁与电源正极相连做电解池阳极，碱性溶液不能生成氢离子，电极反应为Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O，故A错误；
B、电解过程中电子流向负极流向Ni电极，不能通过电解质溶液，是通过电解质溶液中离子定向移动实现闭合电路，通过Fe电极回到正极，故B错误；
C、阴离子交换膜只允许阴离子通过，阴离子移向阳极，应从左向右移动，若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后由于浓度差左侧溶液中会含有FeO₄^2-，故C正确；
D、阳极区域，铁失电子消耗氢氧根离子，溶液PH减小，阴极区氢离子得到电子生成氢气，溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液PH增大；生成氢氧根离子物质的量消耗，在阳极电极反应Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O，阴极氢氧根离子增大，电极反应2H⁺+2e^-=H₂↑，依据电子守恒分析，氢氧根离子消耗的多，生成的少，所以溶液pH降低，故D错误；
故选C．

点评 本题考查了电解原理，正确判断阴阳极及发生的反应是解本题关键，易错选项是B，注意电子不能通过电解质溶液，题目难度中等．