高铁酸钾（K2FeO4）具有高效的消毒作用，为一种新型非氯高效消毒剂。电解法制备高铁酸钾操作简便，成功率高，易于实验室制备。其原理如下图所示。I.实验过程中，两极

Question

高铁酸钾（K ₂ FeO ₄ ）具有高效的消毒作用，为一种新型非氯高效消毒剂。电解法制备高铁酸钾操作简便，成功率高，易于实验室制备。其原理如下图所示。

I. 实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根（FeO ₄ ^2－ ）在溶液中呈紫红色。
（1）电解过程中，X极是_________极，电极反应是__________________。
（2）电解过程中，Y极放电的有_________________。
（3）生成高铁酸根（FeO ₄ ^2－ ）的电极反应是_________________。
II. 若用不同种电池作为上述实验的电源，请分析电池反应。
（1）铅蓄电池总的化学方程式为： Pb＋PbO ₂ ＋2H ₂ SO ₄ 2H ₂ O＋2PbSO ₄ ，则它在充电时的阳极反应为__________________。
（2）镍镉碱性充电电池在放电时，其两极的电极反应如下：
正极：2NiOOH＋2H ₂ O＋2e ^－ ＝2Ni(OH) ₂ ＋2OH ^－     
负极：Cd＋2OH ^－ －2e ^－ ＝Cd(OH) ₂
则它在放电时的总反应的化学方程式为______________________。
（3）肼（N ₂ H ₄ ）是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。已知在25℃、101kPa时，32.0g 
N ₂ H ₄ 在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水，放出624kJ的热量，则N ₂ H ₄ 完全燃烧的热化学方程式是___________________；肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液，放电时负极的电极反应是__________________。
（4）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O ₂ 和CO ₂ ，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C ₃ H ₈ ＋5O ₂ ＝3CO ₂ ＋4H ₂ O。写出该电池正极的电极反应：__________________。
（5）当制备相同物质的量的高铁酸钾时，理论上，上述四种电池中分别消耗的Pb、Cd、肼、丙烷的物质的量之比是_______________。

Answer 1

Ⅰ.（1）阴；2H ^＋ ＋2e ^－ = H ₂ ↑；（2）Fe和OH ^－ ；（3）Fe＋8OH ^－ －6e ^－ = FeO ₄ ^2－ ＋4H ₂ O
Ⅱ.（1）PbSO ₄ ＋2H ₂ O－2e ^－ = PbO ₂ ＋SO ₄ ^2－ ＋4H ^＋ ；（2）Cd＋2NiOOH＋2H ₂ O = Cd(OH) ₂ ＋2Ni(OH) ₂ ；（3）N ₂ H ₄ （l）＋O ₂ （g）= N ₂ （g）＋2H ₂ O（l） △H=－624kJ/mol；N ₂ H ₄ ＋4OH ^－ －4e ^－ = 4H ₂ O＋N ₂ ↑；（4）O ₂ ＋2CO ₂ ＋4e ^－ = 2CO ₃ ^2－ ；（5）10:10:5:1