题目内容

【题目】某兴趣小组利用电解装置,探究“铁作阳极”时发生反应的多样性,实验过程如下。

I.KCl作电解质

(1)一定电压下,按图-1装置电解,现象如下:

石墨电极上迅速产生无色气体,铁电极上无气体生成,铁逐渐溶解。

5min后U型管下部出现灰绿色固体,之后铁电极附近也出现灰绿色固体,10min后断开K。按图-2进行实验。

①石墨电极上的电极反应式是________

②确认灰绿色固体中含有Fe2+的实验现象是_______

③灼烧晶体X,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。结合平衡移动原理,解释“试管i中析出白色晶体”的原因是_______

(2)其他条件不变时,用图-3装置重复实验,10min后铁电极附近溶液依然澄清,断开K。按图-4进行实验

①盐桥的作用是_______

②与实验I中vi、vii与ii~v中的现象比较,可以得出的结论是(答两点):_______

II.KOH作电解质

(3)用图-1装置电解浓KOH溶液,观察到铁电极上立即有气体生成,附近溶液逐渐变为淡紫色(),没有沉淀产生。

①铁电极上OH-能够放电的原因是______

②阳极生成的总电极反应式是______

③某同学推测生成的必要条件是浓碱环境,将图-5中的实验方案补充完整,证实推测成立。

______

【答案】 2H+ + 2e= H2↑(或2H2O + 2e = 2OH + H2↑) 试管iii中生成蓝色沉淀,试管v中没有蓝色沉淀 试管i中存在溶解平衡:KCl(s) K+ (aq)+ Cl(aq),滴加12 mol/L的盐酸, 增大c(Cl),平衡逆向移动,析出KCl晶体 阻碍OH向阳极迁移,避免灰绿色固体生成 本实验条件下铁在阳极区的产物主要为Fe2+ ,Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+ c(OH)增大,反应速率加快(更容易放电) Fe -6e+ 8OH= FeO42- +4H2O 水;生成红褐色沉淀和无色气体

【解析】(1)①石墨电极为阴极,溶液中的氢离子放电生成氢气,电极反应式为2H+ + 2e= H2↑(2H2O + 2e = 2OH + H2↑),故答案为:2H+ + 2e= H2↑(2H2O + 2e = 2OH + H2↑);

②灰绿色固体用盐酸溶解后的溶液中加入铁氰化钾溶液,生成蓝色沉淀,灰绿色悬浊液过滤后的溶液中加入铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀生成说明灰绿色悬浊液中含有Fe2+,故答案为:试管iii中生成蓝色沉淀,试管v中没有蓝色沉淀

③灼烧晶体X,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,说明含有钾元素,是因为试管i中存在溶解平衡:KCl(s) K+ (aq)+ Cl(aq),滴加12 mol/L的盐酸, 增大c(Cl),平衡逆向移动,析出KCl晶体,白色晶体为氯化钾晶体,故答案为:试管i中存在溶解平衡:KCl(s) K+ (aq)+ Cl(aq),滴加12 mol/L的盐酸, 增大c(Cl),平衡逆向移动,析出KCl晶体

(2)①盐桥中的氯离子代替氢氧根离子向阳极移动,避免灰绿色固体生成,故答案为:阻碍OH向阳极迁移,避免灰绿色固体生成

②根据实验Ivi、viiii~v中的现象比较可知,①vii中加入铁氰化钾溶液后生成大量蓝色沉淀,说明在使用盐桥的实验条件下铁在阳极区的产物主要为Fe2+ ,vi中溶液在加入KSCN溶液后呈浅红色,说明Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+,故答案为:本实验条件下铁在阳极区的产物主要为Fe2+ ;Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+

(3)①c(OH)增大,反应速率加快,使得铁电极上OH-能够放电,故答案为:c(OH)增大,反应速率加快(更容易放电);

②阳极上生成的氧气能够将亚铁离子氧化生成FeO42-,反应的总电极反应式为Fe -6e + 8OH = FeO42- +4H2O,故答案为:Fe -6e + 8OH = FeO42- +4H2O;

③要推测生成FeO42-的必要条件是浓碱环境,只需要改变溶液的碱性,看是否仍然生成FeO42-即可,实验方案为:将淡紫色(FeO42-)溶液加入水中稀释,使溶液的碱性减弱,4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3↓+8OH-+3O2↑,看到生成红褐色沉淀和无色气体,即可说明生成FeO42-的必要条件是浓碱环境,故答案为:水;生成红褐色沉淀和无色气体

练习册系列答案
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【题目】已知: ①亚硝酸钠(NaNO2)是一种食品添加剂,为无色、无气味的同体,具有防腐和抗氧化作用。②AgNO2是一种微溶于水、易溶于酸的浅黄色固体。

I.问题探究

(1)人体正常的血红蛋白中应含Fe2+,误食亚硝酸盐(NaNO2)会致使机体组织缺氧,出现青紫而中毒,原因是___________若发生中毒时,你认为下列物质有助于解毒的是____(填字母)。

A.牛奶 B.Mg(OH)2 C.维生素C D.小苏打

(2)由于亚硝酸钠和食盐性状相似,曾多次发生过将NaNO2误当食盐食用的事件。要区别NaNO2NaCl两种固体,你需用的试剂是_______________

II.实验测定

为了测定某样品中NaNO2的含量,某同学进行如下实验:

称取样品ag,加水溶解,配制成100mL溶液。

25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.0200mol/LKMnO4标准溶液(酸性)进行滴定滴定结束后消耗KMnO4溶液VmL。

(1)上述实验所需玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管之外还有________

(2)在进行滴定操作时,KMnO4溶液盛装在______(酸式碱式”)滴定管中。当滴入最后一滴溶液,________时达到滴定终点。

(3)滴定过程中发生反应的离子方程式是________测得该样品中NaNO2的质量分数为_____

(4)若滴定管未用KMnO4标准溶液润洗就直接注入,则测定结果______(偏大”、“偏小无影响,下同);若滴定过程中刚出现颜色变化就停止滴定,则测定结果________

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