Question

(7分)实验发现，298K时，在FeCl₃的酸性溶液中通入氢气，Fe³⁺被还原成Fe²⁺离子的反应并不能发生，但在FeCl₃酸性溶液中加少量锌粒后反应该立即进行。有人用“新生态”概念解释此实验现象，认为锌与酸作用时产生的“新生态”氢原子H^*来不及结合成H₂即与FeCl₃作用，反应式为：Zn+2H⁺2H^*+Zn²⁺，H^*+FeCl₃FeCl₂+HCl。但这种解释争议颇多。有化学工作者指出，根据298K时两电对的标准电极电势E^$(Zn²⁺/Zn)＝－0.763V，

E^$ (Fe³⁺/Fe²⁺)=0.771V和设计下述原电池实验即可判断上述解释正确与否：

在两只烧杯中分别装入ZnSO₄和FeCl₃溶液，再在ZnSO₄中插入锌片，在FeCl₃中插入铂片，并加数滴KSCN使溶液呈红色，将两极用盐桥连接后，装有FeCl₃溶液的烧杯中的红色逐渐褪去。如果在FeCl₃溶液内加少量酸，褪色更快。请回答下列问题：

(1) 所设计的原电池符号是                                            ；

    (2) 该原电池的正极反应是                          ；

                负极反应是                          ；

    原电池的总反应是                                               。

(3) 上述关于“新生态”H^*的解释是否正确        (填“是”或“否”)，理由是：

                                                                         。

(4) 说明加酸后褪色更快的原因：                                            。

Answer 1

(1)  ZnZn²⁺Fe³⁺，Fe²⁺Pt   (1分)

    (2)  Zn→Zn²⁺+2e   (1分)

        2Fe³⁺+2e→2Fe²⁺   (1分)

       Zn+2Fe³⁺2Fe²⁺+Zn²⁺  (1分)

    (3) 否(1分)。显然在此实验中没有氢产生，Fe³⁺被还原是因为Zn生成Zn²⁺时放出的电子流入铂电极，Fe³⁺在铂电极上获得电子被还原成Fe²⁺，这充分说明还原FeCl₃的是Zn，而不是“新生态”氢。(1分)

   (4) 因为Fe³⁺发生水解，形成还原速度较慢的Fe(OH)²⁺离子，加入酸则可抑制水解从而加快Fe³⁺的还原。  (1分)