Question

【题目】Ⅰ.选择合适的图象，用字母填空：

（1）将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系的图像是_______。

（2）将（1）中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图象是_______。

Ⅱ.Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的高效水处理剂，其电解制法如下图所示。电解过程中，两极均有气体产生，Y极区域溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍澄清。查阅资料得知，高铁酸根离子(FeO42-)在溶液中呈紫红色。

（3）电解过程中，X极区溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。

（4）电解过程中，Y极发生的电极反应为___________和_____________。

（5）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少__________g。

（6）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2。该电池正极的电极反应式为______________________。

Answer 1

【答案】 A C 增大 Fe－6e－＋8OH－===FeO42-＋4H2O 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 0.28 2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10 OH-

【解析】（1）向a中加入少量的CuSO4溶液，锌置换出铜，构成原电池加快反应速率，但由于消耗锌，产生氢气的体积减少，所以产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系的图像是A。（2）将（1）中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，醋酸根结合氢离子，降低氢离子浓度，反应速率减小，但最终产生氢气的体积不变，因此图象是C。（3）电解过程中，X极与电源的负极相连，作阴极，氢离子放电，所以X极区溶液的pH增大。（4）电解过程中，Y极与电源的正极相连，作阳极，铁失去电子转化为高铁酸根离子，同时氢氧根也可以放电，所以发生的电极反应为Fe－6e－＋8OH－＝FeO42－＋4H2O、4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑。（5）若在X极收集到672 mL气体，即氢气是0.03mol。在Y极收集到168 mL气体，即氧气是0.0075mol，则根据电子得失守恒可知消耗铁的物质的量是，所以Y电极(铁电极)质量减少0.005mol×56g/mol＝0.28g。（6）原电池中正极发生得到电子的还原反应，根据总反应式可知正极是高铁酸钾得到电子，该电池正极的电极反应式为2FeO42－+6e－+5H2O＝Fe2O3+10OH－。