Question

5．高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途．用鎳（Ni）、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鹽Na₂FeO₄的裝置如圖所示．下列推斷合理的是（　�。�

• A． 鐵是陽極，電極反應(yīng)為 Fe-6e^-+4H₂O=FeO₄^2-+8H⁺
• B． 電解時電子的流動方向為：負(fù)極→Ni電極→溶液→Fe電極→正極
• C． 若隔膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后左側(cè)溶液中含有FeO₄^2-
• D． 電解時陽極區(qū)pH 降低、陰極區(qū) pH升高，撤去隔膜混合后，與原溶液比較 pH升高（假設(shè)電解前后體積變化忽略不計）

Answer 1

分析 A、依據(jù)裝置圖分析可知鐵與電源正極相連做電解池陽極，堿性溶液不能生成氫離子；
B、電解過程中電子流向負(fù)極流向Ni電極，不能通過電解質(zhì)溶液，是通過電解質(zhì)溶液中離子定向移動實現(xiàn)閉合電路，通過Fe電極回到正極；
C、陰離子交換膜只允許陰離子通過；陰離子移向陽極，若離子交換膜為陰離子交換膜，電解結(jié)束后由于濃度差左側(cè)溶液中會含有FeO₄^2-；
D、陽極區(qū)域，鐵失電子消耗氫氧根離子，溶液pH減小，陰極區(qū)氫離子得到電子生成氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液pH增大；依據(jù)電子守恒分析生成氫氧根離子和消耗氫氧根離子相對大小分析溶液酸堿性．

解答 解：A、依據(jù)裝置圖分析可知鐵與電源正極相連做電解池陽極，堿性溶液不能生成氫離子，電極反應(yīng)為Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O，故A錯誤；
B、電解過程中電子流向負(fù)極流向Ni電極，不能通過電解質(zhì)溶液，是通過電解質(zhì)溶液中離子定向移動實現(xiàn)閉合電路，通過Fe電極回到正極，故B錯誤；
C、陰離子交換膜只允許陰離子通過，陰離子移向陽極，應(yīng)從左向右移動，若離子交換膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后由于濃度差左側(cè)溶液中會含有FeO₄^2-，故C正確；
D、陽極區(qū)域，鐵失電子消耗氫氧根離子，溶液PH減小，陰極區(qū)氫離子得到電子生成氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液PH增大；生成氫氧根離子物質(zhì)的量消耗，在陽極電極反應(yīng)Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O，陰極氫氧根離子增大，電極反應(yīng)2H⁺+2e^-=H₂↑，依據(jù)電子守恒分析，氫氧根離子消耗的多，生成的少，所以溶液pH降低，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查了電解原理，正確判斷陰陽極及發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，易錯選項是B，注意電子不能通過電解質(zhì)溶液，題目難度中等．