Question

用FeCl₃酸性溶液脫除H₂S后的溶液，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0.1 mol/L FeCl₂溶液，研究廢液再生機理。記錄如下(a、b、c代表電壓值)：

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KSCN溶液檢驗出Fe^3＋的現(xiàn)象是___________________。

(2)Ⅰ中，F(xiàn)e^3＋產(chǎn)生的原因可能是Cl^－在陽極放電，生成的Cl₂將Fe^2＋氧化。寫出有關反應的方程式：__________________________________。

(3)由Ⅱ推測，F(xiàn)e^3＋產(chǎn)生的原因還可能是Fe^2＋在陽極放電，原因是Fe^2＋具有________性。

(4)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溶液的濃度是________mol/L。

②Ⅳ中檢驗Cl₂的實驗方法___________________________。

③與Ⅱ對比，得出的結論(寫出兩點)___________________。

Answer 1

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

(2)實驗Ⅰ中陽極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產(chǎn)生，則該氣體應為Cl₂，Cl₂將Fe^2＋氧化成Fe^3＋，有關反應為2Cl^－－2e^－===Cl₂，Cl₂＋2Fe^2＋===2Fe^3＋。

(3)電解過程中，陽極發(fā)生氧化反應，由于Fe^2＋具有還原性，若其濃度較大，可能在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成Fe^3＋。

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

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

③對比實驗Ⅱ和Ⅳ、Ⅴ可知，電極附近出現(xiàn)黃色可能是由于生成Fe^3＋、Cl₂所致，通過控制電壓，證實產(chǎn)生Fe^3＋的兩種原因都成立，驗證Fe^2＋先于Cl^－放電。

答案　(1)溶液變紅

(2)2Cl^－－2e^－===Cl₂，Cl₂＋2Fe^2＋===2Cl^－＋2Fe^3＋

(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

③通過控制電壓，證實了產(chǎn)生Fe^3＋的兩種原因都成立；通過控制電壓，驗證了Fe^2＋先于Cl^－放電