Question

Ⅰ、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的

放电电压。高铁电池的总反应为

3Zn＋2K₂FeO₄＋8H₂O 3Zn(OH)₂＋2Fe(OH)₃＋4KOH

（1） 放电时正极附近溶液的碱性        （填增强、减小或不变）；放电时每转移3 mol 电子，有      molK₂FeO₄被      （填氧化或还原）

（2）电池充电时阳极反应为                        

Ⅱ、下列框图中，A由两种黑色金属氧化物等物质的量混合而成，B中含有四种阳离子．据此回答下列问题：

（1）A的组成是(填化学式)          

（2）相同条件下，溶液B中所有阳离子的氧化性由强到弱的顺序依次是                 

（3）A中某组分可由单质与水反应制得，化学方程式为：                   

（4）电解所用装置如右图所示

电解开始阶段，阳极上的电极反应是                 

电解至阴极刚开始有固体R析出时，该溶液中金属离子浓度由大到小的顺序是            

Answer

Ⅰ（1）增强1还原 （2）5OH-+Fe(OH)3-3e-=FeO42-+4H2O

Ⅱ（1）Fe3O4、CuO（2）Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+（3）

（4）2Cl--2e-=Cl2↑C(Fe2+)＞C(Cu2+)

【解析】

试题分析：Ⅰ（1）放电时，锌做负极，高铁酸钾在正极反应，反应产生氢氧根离子，溶液的碱性增强，铁元素的化合价从+6价变化到+3价，所以当转移3摩尔电子时，有1摩尔高铁酸钾被还原。（2）电池充电时阳极失去电子，化合价升高，时氢氧化铁变成高铁酸钾，电极反应为5OH-+Fe(OH)3-3e-=FeO42-+4H2O。Ⅱ （1）常见的黑色金属氧化物为氧化铜和四氧化三铁，化学式为Fe3O4、CuO。（2）等物质的量的氧化铜和四氧化三铁和盐酸反应，生成氯化铁和氯化亚铁和氯化铜，溶液中含有铁离子和亚铁离子，铜离子和氢离子，四种阳离子中氧化性最强的为铁离子，根据金属活动性顺序分析，铜离子氧化性大于氢离子大于亚铁离子，所以氧化性离子顺序为Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+。（3）A中某组分由单质和水反应，应是铁与水反应生成四氧化三铁和氢气，方程式为:。（4）电解混合溶液时，阳极是溶液中的氯离子失去电子生成氯气，电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑ 。（2分）阴极是溶液中的铁离子先反应生成亚铁离子，然后铜离子反应生成铜，所以当有铜析出时，根据氧化铜和四氧化三铁物质的量相等分析，不考虑水解，溶液中的亚铁离子是铜离子浓度的三倍，所以有c(Fe2+)＞c(Cu2+)。

考点：原电池和电解池的原理的应用，无机推断

【名师点睛】在原电池中金属永远做负极，失去电子发生氧化反应，在电解池中阳极是溶液中的阴离子反应，根据离子放电顺序分析：S2->I->Br->Cl->OH-。阴极是溶液中的阳离子反应，根据阳离子的氧化性顺序分析，氧化性强的先反应。