Question

19．為探究FeCl₂溶液電解時(shí)陰陽極的產(chǎn)物，某興趣小組用如下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（查閱資料：電解能否發(fā)生、電極反應(yīng)及其速率，與電壓大小、離子濃度等因素有關(guān)．）
Ⅰ電極a表面始終未出現(xiàn)氣泡，但產(chǎn)生了銀灰色有金屬光澤的固體．該電極的電極反應(yīng)式為：Fe²⁺+2e^-=Fe．
Ⅱ電極b開始一段時(shí)間內(nèi)，表面無氣泡產(chǎn)生，周圍液體出現(xiàn)紅褐色，逐漸渾濁．吸取該電極周圍少許液體于兩支試管中，一支試管中滴入淀粉-KI溶液，液體顏色不變；另一支試管中先加鹽酸酸化，再滴入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色．
結(jié)論：電解過程中產(chǎn)生了Fe³⁺，同時(shí)水解產(chǎn)生了紅褐色物質(zhì)．
（1）加鹽酸酸化時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是Fe（OH）₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O（用離子方程式表示）．
（2）對(duì)電解過程中Fe³⁺產(chǎn)生的原因進(jìn)行猜想：
猜想①：Cl^-在陽極放電，生成的Cl₂將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
猜想②：Fe²⁺在陽極直接放電生成Fe³⁺；
猜想③：…．
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想①
供選擇的試劑：1mol/L FeSO₄溶液、1mol/L鹽酸、2mol/L鹽酸、1mol/L NaCl溶液、2mol/L NaCl溶液、淀粉-KI溶液、KSCN溶液、蒸餾水

操作	現(xiàn)象和結(jié)論
①取一定量2mol/LNaCl溶液，調(diào)節(jié)溶液pH為4.91；再以相同裝置進(jìn)行電解． ②電解相同時(shí)間后，若電極b表面無氣泡，取少量陽極附近的溶液， 滴入淀粉KI溶液．	若溶液不變藍(lán)，證明猜想①不成立 若溶液變藍(lán)，證明猜想①可能成立．

Answer 1

分析 I．電極a表面始終未出現(xiàn)氣泡，但產(chǎn)生了銀灰色有金屬光澤的固體，該金屬只能為Fe，則電解a亞鐵離子放電生成金屬鐵；
II．（1）紅褐色的物質(zhì)為氫氧化鐵，氫氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水；
（2）亞鐵離子具有較強(qiáng)還原性，所以還可能亞鐵離子在陽極可能直接放電生成鐵離子；
（3）根據(jù)猜想①的內(nèi)容，用同樣濃度的NaCl溶液代替氯化亞鐵，然后檢驗(yàn)溶液中是否含有氯氣生成即可，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案．

解答 解：I．由于電極a表面始終未出現(xiàn)氣泡，但產(chǎn)生了銀灰色有金屬光澤的固體，則該金屬只能為Fe，發(fā)生電極反應(yīng)式為：Fe²⁺+2e^-=Fe，
故答案為：Fe²⁺+2e^-=Fe；
II．（1）紅褐色的物質(zhì)為氫氧化鐵，氫氧化鐵與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化鐵和水，反應(yīng)的離子方程式為：Fe（OH）₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O，
故答案為：Fe（OH）₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O；
（2）亞鐵離子具有較強(qiáng)還原性，在陽極可能直接放電生成鐵離子，所以猜想2為：Fe²⁺在陽極直接放電生成Fe³⁺，
故答案為：Fe²⁺在陽極直接放電生成Fe³⁺；
（3）猜想①為Cl^-在陽極放電，生成的Cl₂將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，用同樣濃度的NaCl溶液代替氯化亞鐵，然后檢驗(yàn)溶液中是否含有氯氣生成即可，所以操作方法及現(xiàn)象為：①取一定量2mol/L的NaCl溶液，調(diào)節(jié)溶液pH為4.91，再以相同裝置進(jìn)行電解，②電解相同時(shí)間后，若電極b表面無氣泡，取少量陽極附近的溶液，滴入淀粉KI溶液，若溶液不變藍(lán)，證明猜想①不成立，若溶液變藍(lán)，證明猜想①可能成立，
故答案為：

操作	現(xiàn)象和結(jié)論
①2mol/L NaCl；                        ②取少量陽極附近的溶液；滴入淀粉KI溶液；	若溶液不變藍(lán)，證明猜想①不成立       若溶液變藍(lán)，證明猜想①可能成立

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究電解氯化亞鐵溶液產(chǎn)物的方法、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)等知識(shí)，題目難度中等，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力，注意掌握電解原理及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)的原則．