高中 | 电解原理的应用 题目答案及解析

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选修四

第四章 电化学基础

第三节 电解池

电解原理的应用

在强碱中氢氧化铁可被一些氧化剂氧化为高铁酸根离子$\left( \text{FeO}_{4}^{2-} \right)$$\text{FeO}_{4}^{2-}$在酸性条件下氧化性极强且不稳定。隔膜电解法制备${{\text{K}}_{2}}\text{Fe}{{\text{O}}_{4}}$的工作原理如图所示。下列说法正确的是$(\qquad)$

["

电解一段时间后,$\\rm Fe$电极区$\\rm pH$增大

","

$\\rm Fe$电极上发生的反应为$\\text{Fe}-6{{\\text{e}}^{-}}+8\\text{O}{{\\text{H}}^{-}}=\\text{FeO}_{4}^{2-}+4{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}$

","

若以铅蓄电池为电源,则$\\rm Fe$电极应与铅蓄电池的$\\rm Pb$电极相连

","

电路中每转移$\\rm 0.2\\;\\rm mol$ ${{\\text{e}}^{-}}$,由$\\rm Pt$电极区向$\\rm Fe$电极区转移的${{\\text{K}}^{+}}$数目为$0.2{{N}_{\\text{A}}}$

"]
[["B"]]

该装置为电解池,与直流电源正极相连的铁电极为阳极,碱性条件下,铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子,电极反应式为$\text{Fe}-6\text{e}^{-}\text{+8O}\text{H}^{-}\text{=FeO}_{\text{4}}^{2-}\text{+4}\text{H}_{\text{2}}\text{O}$,铂电极为阴极,水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为$\text{2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O+2}{{\text{e}}^{-}}={{\text{H}}_{\text{2}}}\uparrow \text{+2O}{{\text{H}}^{-}}$,电解的总反应为$\text{Fe+2}\text{H}_{\text{2}}\text{O+2O}\text{H}^{-}\text{=FeO}_{\text{4}}^{2-}\text{+3}\text{H}_{\text{2}}\uparrow$,电解时,阳离子钾离子通过阳离子交换膜从左池移向右池。

$\rm A$.由分析,电解一段时间后,$\rm Fe$电极区消耗氢氧根离子,$\rm pH$减小,$\rm A$错误;

$\rm B$.由分析,$\rm Fe$电极上发生的反应为$\text{Fe}-6{{\text{e}}^{-}}+8\text{O}{{\text{H}}^{-}}=\text{FeO}_{4}^{2-}+4{{\text{H}}_{2}}\text{O}$$\rm B$正确;

$\rm C$.装置为电解池,碱性条件下,$\rm Fe$电极生成$\text{FeO}_{4}^{2-}$$\rm Fe$化合价升高,失电子,为阳极,应与直流电源的正极相连,故为应与铅蓄电池的$\rm PbO_{2}$电极相连,$\rm C$错误;  

$\rm D$.由分析,${{\text{K}}^{+}}$$\rm Fe$电极区向$\rm Pt$电极区转移,$\rm D$错误。

故选:$\rm B$

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