Question

【題目】鈷、鎳與鐵是同族元素，它們的單質(zhì)及化合物的性質(zhì)有很多相似之處。

（1）為了比較 Fe、Co、Cu 三種金 屬的活動(dòng)性，某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置。 丙裝置中 X、Y 均為石墨電極。反應(yīng)一段時(shí)間后，可觀察到甲裝置中 Co 電極附近產(chǎn)生氣泡，丙裝 置中 X 極附近溶液變紅。

①由現(xiàn)象可知三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是_________(填元素符號(hào)) 。

②請(qǐng)?jiān)谌鐖D框內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“2Ag+Co(NO3)2 = Co+2AgNO3” 反應(yīng)的裝置。（在框內(nèi)標(biāo)注電源或者電流表、電極材料、電解質(zhì)溶液。）_____________

（2）Na2FeO4 具有廣泛用途，可通過電解法制取得到，工作原理如圖丁所示。通電后，鐵電極附近生成紫紅色的FeO42－，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。已知：Na2FeO4 只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被 H2 還原。

①Fe 電極反應(yīng)式為_________。電解 一段時(shí)間后，溶液的 PH_____（填“增大”或“減小”或“不變”）。

②電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，其原因是_____。

Answer 1

【答案】Fe>Co>Cu Fe6e+8OH=FeO42+4H2O 減小 防止陰極產(chǎn)生的H2與陽極生成的Na2FeO4反應(yīng)降低產(chǎn)率

【解析】

（1）①甲池是原電池，Co電極附近產(chǎn)生氣泡，即Co電極有H2生成，Co做正極，Fe做負(fù)極，說明Fe比Co活潑；乙池也是原電池，電解飽和食鹽水，X極附近溶液變紅，說明X電極周圍有大量氫氧根，氫離子在X電極得電子變?yōu)闅錃猓?/span>X是陰極，即乙池Co電極為負(fù)極，說明Co比Cu活潑，所以三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是 Fe>Co>Cu，

故答案為：Fe>Co>Cu；

②用電解法實(shí)現(xiàn)2Ag+Co(NO3)2=Co+2AgNO3，則Ag電極與電源正極連接，C或Co與電源負(fù)極連接，Co(NO3)2溶液作電解質(zhì)，裝置圖為，

故答案為：；

（2） ①Fe與電源正極連接、是活潑電極，Fe失去電子生成FeO42，電極方程式為Fe6e+8OH=FeO42+4H2O，反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H2O+2OH=FeO42+3H2↑，反應(yīng)消耗OH，所以溶液的堿性減弱、PH減小，

故答案為：Fe6e+8OH=FeO42+4H2O；減小；

②防止生成的Na2FeO4被H2還原、降低Na2FeO4的產(chǎn)率，所以陰極產(chǎn)生的H2要及時(shí)排出；

故答案為：防止陰極產(chǎn)生的H2與陽極生成的Na2FeO4反應(yīng)降低產(chǎn)率。