问题 填空题

在中学化学中铁及其化合物应用广泛,用所学知识回答下列问题。

(1)将一定量的铁粉在氯气中燃烧后所得固体溶于水可得到溶液X。取少量X溶液两份,一份加入KSCN溶液时,溶液显红色;另一份中加入酸性KMnO4溶液时,KMnO4溶液紫色褪去。试分析:

①溶液X含有的金属阳离子应该是          

②用化学方程式表示上述金属阳离子产生的原因          

③酸性KMn04溶液紫色褪去的离子方程式为         

(2)含铬化合物有毒,通常是将废水中+6价铬(如Cr2O2—7)用还原剂还原成Cr3+,再调节溶液pH使Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀而除去。工业上有一种电解除Cr2O2—7的方法:将含K­2Cr2O7的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解。

试分析该电解除Cr2O2—7的方法中:

①阴极的电极反应式为       

②电解时加入氯化钠的作用是        

③该方法能除去Cr2O2—7的原理是       

答案

(1)①Fe3+和Fe2+

②2Fe+3Cl22FeCl3       2FeCl3+Fe=3FeCl2

③2MnO4-+5Fe2++16H+=2Mn2++5Fe3++8H2O

(2)①2H++2e-=H2

②增强溶液导电性

③通电时,阳极Fe失去电子生成的Fe2+可还原Cr2O72-,生成的Cr3+在阴极区与OH-结合成氢氧化物沉淀而除去。

题目分析:(1) ①“一份加入KSCN溶液时,溶液显红色;另一份中加入酸性KMnO4溶液时,KMnO4溶液紫色褪去”说明X溶液中既有Fe3+又有Fe+,所以溶液X含有的金属阳离子应该是Fe3+和Fe2+。

②2Fe+3Cl22FeCl3       2FeCl3+Fe=3FeCl2

③2MnO4-+5Fe2++16H+=2Mn2++5Fe3++8H2O

(2)①在电解时,阴极得电子,发生还原反应2H++2e-=H2

② 电解时,溶液中的离子在外加电场的作用下要作定向移动,所以加NaCl是为了增强溶液的导电性。

③电解时,活性材料做阳极都是阳极溶解,Fe作阳极,Fe-2e-=Fe2+,

阴极,2H++2e-=H2水的电离平衡被破坏,阴极区c(OH-)浓度增大。这样,Fe2+可还原Cr2O72-,生成的Cr3+在阴极区与O H-结合成氢氧化物沉淀而除去。

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