Question

用FeCl3酸性溶液脫除H2S后的廢液，通過控制電壓電解得以再生。某同學(xué)使用石墨電極，在不同電壓(x)下電解pH＝1的0.1 mol/L FeCl2溶液，研究廢液再生機(jī)理。記錄如下(a、b、c代表電壓值)：

序號(hào)	電壓/V	陽極現(xiàn)象	檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物
Ⅰ	x≥a	電極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產(chǎn)生	有Fe3＋、有Cl2
Ⅱ	a＞x≥b	電極附近出現(xiàn)黃色，無氣泡產(chǎn)生	有Fe3＋、無Cl2
Ⅲ	b＞x＞0	無明顯變化	無Fe3＋、無Cl2

(1)用KSCN溶液檢驗(yàn)出Fe3＋的現(xiàn)象是________________________。

(2)Ⅰ中，F(xiàn)e3＋產(chǎn)生的原因可能是Cl－在陽極放電，生成的Cl2將Fe2＋氧化。寫出有關(guān)反應(yīng)：________________________________________________________________________。

(3)由Ⅱ推測(cè)，F(xiàn)e3＋產(chǎn)生的原因還可能是Fe2＋在陽極放電，原因是Fe2＋具有________性。

(4)Ⅱ中雖未檢驗(yàn)出Cl2，但Cl－在陽極是否放電仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。電解pH＝1的NaCl溶液做對(duì)照實(shí)驗(yàn)，記錄如下：

序號(hào)	電壓/V	陽極現(xiàn)象	檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物
Ⅳ	a＞x≥c	無明顯變化	有Cl2
Ⅴ	c＞x≥b	無明顯變化	無Cl2

①NaCl溶液的濃度是________mol/L。

②Ⅳ中檢驗(yàn)Cl2的實(shí)驗(yàn)方法：_________________________________________________。

③與Ⅱ?qū)Ρ龋�得出的結(jié)論(寫出兩點(diǎn))：________________________________________

________________________________________________________________________。

Answer 1

解析：(1)SCN－與Fe3＋發(fā)生反應(yīng)生成Fe(SCN)3而使溶液變成紅色，常根據(jù)這一顏色變化檢驗(yàn)溶液中的Fe3＋。

(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中陽極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產(chǎn)生，則該氣體應(yīng)為Cl2，Cl2將Fe2＋氧化成Fe3＋，有關(guān)反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2，Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋。

(3)電解過程中，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，由于Fe2＋具有還原性，若其濃度較大，可能在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe3＋。

(4)①pH＝1的0.1 mol/L的FeCl2溶液中c(Cl－)＝0.2 mol/L，若保證電解時(shí)溶液中c(Cl－)相同，則pH＝1的NaCl溶液中c(NaCl)應(yīng)為0.2 mol/L。

②Cl2具有強(qiáng)氧化性，可取少量陽極附近的溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍(lán)。

③對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅱ和Ⅳ、Ⅴ可知，電極附近出現(xiàn)黃色可能是由于生成Fe3＋、Cl2所致，通過控制電壓，證實(shí)產(chǎn)生Fe3＋的兩種原因都成立，驗(yàn)證Fe2＋先于Cl－放電。

答案：(1)溶液變紅

(2) 2Cl－－2e－===Cl2，Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋

(3)還原

(4)①0.2

②取少量陽極附近的溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍(lán)

③通過控制電壓，證實(shí)了產(chǎn)生Fe3＋的兩種原因都成立；通過控制電壓，驗(yàn)證了Fe2＋先于Cl－放電

點(diǎn)撥：知識(shí)：Fe3＋的檢驗(yàn)、Cl2與Fe2＋的反應(yīng)、Fe2＋的化學(xué)性質(zhì)、Cl2的檢驗(yàn)方法等。能力：化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作與基本技能；實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)能力；分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力。試題難度：中等。