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很多电解过程都会产生氢气.(1)在25℃时,用石墨电极电解一定量的饱和Na2CO3溶液,则阴极的电极反应式为,阳极电极反应式为,溶液pH(填增大,减小或不变)(2)电解法制取

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很多电解过程都会产生氢气.
(1)在 25℃时,用石墨电极电解一定量的饱和 Na2CO3溶液,则阴极的电极反应式为___,阳极电极反应式为___,溶液 pH___(填增大,减小或不变)
(2)电解法制取 Na2FeO4,同时可获得氢气:Fe+2H2O+2OH- 
 通电 
.
 
FeO42-+3H2↑,工作原理如图1所示.装置通电后,铁电极附近生成紫红色的 FeO42-,镍电极有气泡产生.若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质.已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原.
作业帮
①阳极电极反应式___,电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在___(填“阴极室”或“阳极室”).
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是___.
③c( Na2FeO4)随初始 c(NaOH)的变化如图 2,分析 N 点 c( Na2FeO4)低于最高值的原因___.
▼优质解答
答案和解析
(1)碳酸钠溶液中含有阳离子为钠离子与氢离子,氢离子还原性强于钠离子,所以阴极电极反应为:
2H++2e-=H2↑ 或2H2O+2e-=H2↑+2OH-;碳酸钠溶液中含有阴离子为碳酸根离子、氢氧根离子,依据放电顺序可知氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应,电极反应式为:4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+,所以电解实质为电解水,溶液为饱和碳酸钠溶液,电解过程中溶液浓度不变,溶液pH不变;
故答案为:2H++2e-=H2↑  或2H2O+2e-=H2↑+2OH-;4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+;   不变;
(2)①电解池中阳极发生氧化反应,依据题意可知铁在阳极失去电子,碱性环境下生成高铁酸根离子,电极反应式为:Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;
根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气,铁电极发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子减少,因此电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在阳极室;
故答案为:Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;  阳极室;
②氢气具有还原性,根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原.电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,防止Na2FeO4与H2反应使产率降低,
故答案为:防止Na2FeO4与H2反应使产率降低;
③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在M点,c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢,在N点:c(OH-)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低;
故答案为:N点:c(OH-)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低.
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