Question

5．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．某同學使用石墨電極，在不同電壓（x）下電解pH=1的0.1mol/L的FeCl₂溶液，研究廢液再生機理．記錄如下（a、b、c代表電壓數(shù)值）：

序號	電壓/V	陽極現(xiàn)象	檢驗陽極產(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FeCl₃酸性溶液脫除H₂S的離子方程式為2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺
（2）用KSCN檢驗出Fe³⁺的離子方程式為Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃．
（3）Ⅰ中，F(xiàn)e³⁺產(chǎn)生的原因可能是：Cl^-在陽極放電（或Cl^-失電子生成Cl₂），生成的Cl₂將Fe²⁺氧化．
（4）由Ⅱ推測，F(xiàn)e³⁺產(chǎn)生的原因還可能是Fe²⁺在陽極放電，原因是Fe²⁺具有還原性．
（5）Ⅱ中雖未檢驗出Cl₂，但Cl^-在陽極是否放電仍需進一步驗證．電解pH=1的NaCl溶液做對照實驗，記錄如下：

序號	電壓/V	陽極現(xiàn)象	檢驗陽極產(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的濃度是0.2mol/L
②Ⅳ中檢測Cl₂的實驗方法濕潤的淀粉碘化鉀檢驗生成氣體，試紙變藍．
③與Ⅱ?qū)Ρ�，得出的結(jié)論（寫出兩點）：通過控制電壓，證實了產(chǎn)生Fe³⁺的兩種原因，通過控制電壓，驗證了Fe²⁺先于Cl^-放電．

Answer 1

分析 （1）氯化鐵具有氧化性、硫化氫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應生成亞鐵離子和S；
（2）鐵離子和KSCN發(fā)生絡合反應生成絡合物；
（3）Cl^-在陽極放電（或Cl^-失電子生成Cl₂），生成的Cl₂具有氧化性，能氧化還原性離子；
（4）失電子作還原劑的物質(zhì)具有還原性；
（5）①電解pH=1的0.1mol/L FeCl₂溶液，電解pH=1的NaCl溶液做對照試驗，探究氯離子是否放電，需要在難度相同的條件下進行分析判斷；
②氯氣能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍色；
③依據(jù)圖表數(shù)據(jù)比較可知，電解pH=1的NaCl溶液做對照試驗與Ⅱ?qū)Ρ�，通過控制電壓證明了亞鐵離子還原性大于氯離子優(yōu)先放電，生成鐵離子的兩種可能．

解答 解：（1）氯化鐵具有氧化性、硫化氫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應生成亞鐵離子和S，離子方程式為2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺，故答案為：2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺；
（2）鐵離子和KSCN發(fā)生絡合反應生成絡合物硫氰化鐵而使溶液呈血紅色，離子方程式為Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃，故答案為：Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；
（3）Cl^-在陽極放電（或Cl^-失電子生成Cl₂），生成的Cl₂將Fe²⁺氧化生成鐵離子，故答案為：Cl^-在陽極放電（或Cl^-失電子生成Cl₂），生成的Cl₂將Fe²⁺氧化；
（4）由Ⅱ推測，F(xiàn)e³⁺產(chǎn)生的原因還可能是Fe²⁺在陽極放電，元素化合價升高，依據(jù)氧化還原反應分析Fe²⁺具有還原性，故答案為：還原；
（5）①電解pH=1的0.1mol/L FeCl₂溶液，電解pH=1的NaCl溶液做對照試驗，探究氯離子是否放電，需要在難度相同的條件下進行，所以氯化鈉溶液的濃度為0.2mol/L，故答案為：0.2；
②氯氣能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍色，如果試紙變藍色證明生成氯氣，否則無氯氣生成，
故答案為：濕潤的淀粉碘化鉀檢驗生成氣體，試紙變藍；
③依據(jù)圖表數(shù)據(jù)比較可知，電解pH=1的NaCl溶液做對照試驗與Ⅱ?qū)Ρ龋�通過控制電壓證明了亞鐵離子還原性大于氯離子優(yōu)先放電，說明生成鐵離子的兩種可能，一是二價鐵失電子變成三價鐵，二是氯離子失電子變成氯氣，氯氣再氧化二價鐵變成三價鐵．對于補充的那個實驗，實驗四的電壓高，氯氣放電，實驗五電壓低，氯氣不放電，而實驗二氯氣皆放電；
故答案為：通過控制電壓，證實了產(chǎn)生Fe³⁺的兩種原因，通過控制電壓，驗證了Fe²⁺先于Cl^-放電．

點評 本題考查電解原理，為高頻考點，涉及氧化還原反應、電解原理、離子檢驗等知識點，明確化學反應原理及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關鍵，知道鐵離子、氯氣的檢驗方法及現(xiàn)象，熟練掌握離子放電順序，題目難度中等．