某研究小组探究电解FeCl2溶液的电极反应产物
(1)配制1mol⋅L-1FeCl2溶液,测得pH=4.91,原因 Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2+2H+(用离子方程式表示)。从化合价角度分析,Fe2+具有 氧化性和还原性氧化性和还原性。
(2)该小组同学预测电解FeCl2溶液两极的现象:阳极有黄绿色气体产生,阴极有无色气体产生。该小组同学用如图装置电解1mol⋅L-1FeCl2溶液:
实验 | 条件 | 操作及现象 | ||
电压 | pH | 阳极 | 阴极 | |
Ⅰ | 1.5v | 4.91 | 无气泡产生,溶液逐渐变浑浊,5分钟后电极表面析出红褐色固体 | 无气泡产生,4分钟后电极表面有银灰色金属状固体附着 |
K3[Fe(CN)]6溶液;出现蓝色沉淀
K3[Fe(CN)]6溶液;出现蓝色沉淀
(试剂和现象),证明该固体为Fe。②该小组同学进一步分析红褐色固体产生的原因,甲同学认为
Fe2+-e-=Fe3+,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,Fe3+与OH-结合生成Fe(OH)3
Fe2+-e-=Fe3+,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,Fe3+与OH-结合生成Fe(OH)3
;乙同学认为2Cl--2e-=Cl2↑,Cl2可氧化Fe2+最终生成Fe(OH)3。为证实结论,设计方案如下:用实验Ⅰ的装置和1.5v电压,电解酸化(pH=4.91)的
2mol/LNaCl溶液
2mol/LNaCl溶液
,通电5分钟后,阳极无明显现象,证实乙同学的推论不正确。丙同学认为仍不严谨,原因是产生的气体溶于水,继续实验 取阳极附近溶液,加入淀粉KI溶液后,溶液不变蓝
取阳极附近溶液,加入淀粉KI溶液后,溶液不变蓝
(操作和现象),进一步证实了乙同学的推论不正确。(3)该小组同学进一步探究电解1mol⋅L-1FeCl2溶液电极产物的影响因素。
实验 | 条件 | 操作及现象 | ||
电压 | pH | 阳极 | 阴极 | |
Ⅱ | 1.5v | 2.38 | 无气泡产生,溶液出现少量浑浊,滴加KSCN溶液变红色 | 无气泡产生,电极表面有银灰色金属状固体附着 |
Ⅲ | 1.5v | 1.00 | 无气泡产生,溶液无浑浊现象,滴加KSCN溶液变红色 | 有气泡产生,无固体附着 |
Ⅳ | 3.0v | 4.91 | 无气泡产生,溶液逐渐变浑浊,3分钟后电极表面有红褐色固体产生 | 极少量气泡产生,1分钟出现镀层金属 |
Ⅴ | 6.0v | 4.91 | 有气泡产生,遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。溶液逐渐变浑浊 | 大量气泡产生,迅速出现镀层金属 |
阳极Fe2+放电时,酸性较强主要生成Fe3+;酸性较弱主要生成Fe(OH)3。
阴极
酸性较强时,H+放电,酸性较弱时,Fe2+放电
酸性较强时,H+放电,酸性较弱时,Fe2+放电
。②对比实验Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ可以得出结论:
增大电压,不仅可以改变离子的放电能力,也可以
改变电极反应的速率
改变电极反应的速率
。(4)综合分析上述实验,电解过程中电极反应的产物与
电解质溶液的酸碱性、电源电压
电解质溶液的酸碱性、电源电压
有关。【考点】电解原理.
【答案】Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2+2H+;氧化性和还原性;K3[Fe(CN)]6溶液;出现蓝色沉淀;Fe2+-e-=Fe3+,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,Fe3+与OH-结合生成Fe(OH)3;2mol/LNaCl溶液;取阳极附近溶液,加入淀粉KI溶液后,溶液不变蓝;酸性较强时,H+放电,酸性较弱时,Fe2+放电;改变电极反应的速率;电解质溶液的酸碱性、电源电压
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:66引用:1难度:0.5
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