某反应中反应物与生成物有：FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu。（1）将上述反应设计成的原电池如图甲所示，请回答下列问题： ①图中X溶液是         

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某反应中反应物与生成物有：FeCl₂、FeCl₃、CuCl₂、Cu。
（1）将上述反应设计成的原电池如图甲所示，请回答下列问题：
 
①图中X溶液是                            ；
②石墨电极上发生的电极反应式为                                         ；
③原电池工作时，盐桥中的           (填“K^＋”或“Cl^－”)不断进入X溶液中。
（2）将上述反应设计成的电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙，请回答下列问题：
①M是         极；     ②图丙中的②线是             的变化。
③当电子转移为2 mol时，向乙烧杯中加入        L 5 mol·L^－1 NaOH溶液才能使Cu²⁺沉淀完全。
（3）铁的重要化合物高铁酸钠(Na₂FeO₄)是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。
①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe＋2NaOH＋2H₂ONa₂FeO₄＋3H₂↑，则电解时阳极的电极反应式是                                 。
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe(OH)₃生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为                                      。

答案

(1) ①FeCl₃、FeCl₂ ②Fe³⁺+e^-＝Fe²⁺③K^＋  (2)①负
②Fe^2＋（或者FeCl₂）③2.8   (3)①Fe＋8OH^－－6e^－＝FeO₄^2-＋4H₂O
②2Fe(OH)₃＋3ClO^－＋4OH^－＝2FeO₄^2-＋3Cl^－＋5H₂O

解析

试题分析：（1）①该反应应该是Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，其中铜是还原剂作负极，正极是氯化铁得到电子被还原为氯化亚铁，所以装置中X应该是FeCl₃、FeCl₂。
②石墨是正极，铁离子得到电子，电极上发生的电极反应式为Fe³⁺+e^-＝Fe²⁺。
③原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，因此该原电池工作时，盐桥中的K^＋不断进入X溶液中。
（2）①根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子，而根据X的成分可知X中只有两种金属阳离子，说明在电解过程中还有Cu²⁺生成，因此Cu做阳极，石墨做阴极，所以M为负极，N为正极。
②根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化，可知①为Fe³⁺，②为Fe²⁺，③为Cu²⁺。③当电子转移为2mol时，溶液中有Fe³⁺ 2mol，Fe²⁺ 3mol，Cu²⁺为1mol，所以需要加入NaOH溶液14mol，因此NaOH溶液等体积为14mol÷5mol/L＝2.8L。
（3）①电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O；
②NaClO氧化Fe（OH）₃的反应方程式为2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O。