Question

在中學(xué)化學(xué)中鐵及其化合物應(yīng)用廣泛，用所學(xué)知識回答下列問題．
（1）將一定量的鐵粉在氯氣中燃燒后所得固體溶于水可得到溶液X．取少量X溶液兩份，一份加入KSCN溶液時，溶液顯紅色；另一份中加入酸性KMnO₄溶液時，KMnO₄溶液紫色褪去．試分析：①溶液X含有的金屬陽離子應(yīng)該是

 

．
②用化學(xué)方程式表示上述金屬陽離子產(chǎn)生的原因

 

．
③酸性KMn0₄溶液紫色褪去的離子方程式為

 

．
（2）含鉻化合物有毒，通常是將廢水中+6價鉻（如Cr₂O^2-₇）用還原劑還原成Cr³⁺，再調(diào)節(jié)溶液pH使Cr³⁺轉(zhuǎn)化為Cr（OH）₃沉淀而除去．工業(yè)上有一種電解除Cr₂O^2-₇的方法：將含K₂Cr₂O₇的廢水放入電解槽內(nèi)，用鐵作陽極，加入適量的氯化鈉進(jìn)行電解．
試分析該電解除Cr₂O^2-₇的方法中：
①陰極的電極反應(yīng)式為

 

；
②電解時加入氯化鈉的作用是

 

；
③該方法能除去Cr₂O^2-₇的原理是

 

．

Answer 1

考點：鐵的化學(xué)性質(zhì),電解原理

專題：電化學(xué)專題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）Fe在氯氣中燃燒生成氯化鐵，取少量X溶液兩份，一份加入KSCN溶液時，溶液顯紅色，則X中含F(xiàn)e³⁺，另一份中加入酸性KMnO₄溶液時，KMnO₄溶液紫色褪去，則X中還含具有還原性的Fe²⁺，即Fe與氯氣的反應(yīng)中Fe過量，以此解答；
（2）①陰極上水中的氫離子放電生成氫氣；
②水是弱電解質(zhì)，導(dǎo)電性能較差，氯化鈉是強電解質(zhì)能增強水的導(dǎo)電性；
③Cr₂O₇^2-用還原劑還原成Cr³⁺，再轉(zhuǎn)化為沉淀而除去．

解答： 解：（1）Fe在氯氣中燃燒生成氯化鐵，取少量X溶液兩份，一份加入KSCN溶液時，溶液顯紅色，則X中含F(xiàn)e³⁺，另一份中加入酸性KMnO₄溶液時，KMnO₄溶液紫色褪去，則X中還含具有還原性的Fe²⁺，即Fe與氯氣的反應(yīng)中Fe過量，
①由上述分析可知，X中含金屬離子為Fe³⁺、Fe²⁺，故答案為：Fe³⁺、Fe²⁺；
②得到X發(fā)生的反應(yīng)有2Fe+Cl₂

點燃  .

2FeCl₃、2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，故答案為：2Fe+Cl₂

點燃  .

2FeCl₃、2FeCl₃+Fe=3FeCl₂；
③酸性KMn0₄溶液紫色褪去的離子方程式為MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（2）①將含+6價鉻的廢水放入電解槽內(nèi)，用鐵作陽極，加入適量的氯化鈉進(jìn)行電解，陽極上鐵失電子生成二價鐵離子，陰極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑或2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-；
②水是弱電解質(zhì)，所以蒸餾水的導(dǎo)電能力很小，氯化鈉是強電解質(zhì)，在水中能完全電離導(dǎo)致溶液陰陽離子濃度增大，所以能增強溶液導(dǎo)電性，
故答案為：增強溶液導(dǎo)電性；
③由電解原理可知，通電時Fe失去電子生成亞鐵離子可還原Cr₂O₇^2-，生成的Cr³⁺在陰極區(qū)與OH^-結(jié)合生成Cr（OH）₃沉淀而除去，故答案為：通電時Fe失去電子生成亞鐵離子可還原Cr₂O₇^2-，生成的Cr³⁺在陰極區(qū)與OH^-結(jié)合生成Cr（OH）₃沉淀而除去．

點評：本題以鐵的化學(xué)性質(zhì)為載體考查氧化還原反應(yīng)及電解原理，明確發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及電極反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，注意把握習(xí)題中的信息及電解原理，題目難度中等，注重知識遷移應(yīng)用及環(huán)境保護(hù)．