题目内容
用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的溶液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1 mol/L FeCl2溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值):
| 序号 | 电压/V | 阳极现象 | 检验阳极产物 |
| Ⅰ | x≥a | 电极附近出 | 有Fe3+、有Cl2 |
| Ⅱ | a>x≥b | 电极附近出现黄色,无气泡产生 | 有Fe3+、无Cl2 |
| Ⅲ | b>x>0 | 无明显变化 | 无Fe3+、无Cl2 |
(1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是___________________。
(2)Ⅰ中,Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应的方程式:__________________________________。
(3)由Ⅱ推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有________性。
(4)Ⅱ中虽未检验出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:
| 序号 | 电压/V | 阳极现象 | 检验阳极产物 |
| Ⅳ | a>x≥c | 无明显变化 | 有Cl2 |
| Ⅴ | c>x≥b | 无明显变化 | 无Cl2 |
①NaCl溶液的浓度是________mol/L。
②Ⅳ中检验Cl2的实验方法___________________________。
③与Ⅱ对比,得出的结论(写出两点)___________________。
解析 (1)SCN-与Fe3+发生反应生成Fe(SCN)3而使溶液变成红色,常根据这一颜色变化检验溶液中的Fe3+。
(2)实验Ⅰ中阳极附近出现黄色,有气泡产生,则该气体应为Cl2,Cl2将Fe2+氧化成Fe3+,有关反应为2Cl--2e-===Cl2,Cl2+2Fe2+===2Fe3+。
(3)电解过程中,阳极发生氧化反应,由于Fe2+具有还原性,若其浓度较大,可能在阳极失去电子发生氧化反应生成Fe3+。
(4)①pH=1的0.1 mol/L的FeCl2溶液中c(Cl-)=0.2 mol/L,若保证电
解时溶液中c(Cl-)相同,则pH=1的NaCl溶液中c(NaCl)应为0.2 mol/L。
②Cl2具有强氧化性,可取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝。
③对比实验Ⅱ和Ⅳ、Ⅴ可知,电极附近出现黄色可能是由于生成Fe3+、Cl2所致,通过控制电压,证实产生Fe3+的两种原因都成立,验证Fe2+先于Cl-放电。
答案 (1)溶液变红
(2)2Cl--2e-===Cl2,Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+
(3)还原 (4) ①0.2
②取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝
③通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立;通过控制电压,验证了Fe2+先于Cl-放电