Question

由于Fe(OH)₂极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)₂沉淀。若用下图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)₂沉淀。两极材料分别为石墨和铁。

(1)a电极材料为__________，其电极反应式为__________。

(2)电解液d可以是____________，则白色沉淀在电极上生成；也可以是____________，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。

A.纯水              B.NaCl溶液             C.NaOH溶液            D.CuCl₂溶液

(3)液体c为苯，其作用是___________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是____________________________________________________________________。

(4)为了在短时间内看到白色沉淀，可以采取的措施是_______________________________。(以NaCl为电解液)

A.改用稀硫酸做电解液                        B.适当增大电源电压

C.适当缩小两电极间距离                     D.适当降低电解液温度

(5)若d改为Na₂SO₄溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为___________。

Answer 1

解析：(1)制取Fe(OH)₂,需产生Fe²⁺和OH^-。b极与外接电源负极相连，发生还原反应，应为石墨：2H₂O+2e^-H₂↑+2OH^-。a极为Fe,发生氧化反应，产生Fe²⁺:FeFe²⁺+2e^-。

(2)纯水导电能力很差，首先被排除。CuCl₂(aq)中Cu²⁺得电子能力强，b极上不产生OH^-，该溶液又不能提供OH^-，也被排除。

    若电解质溶液是NaOH(aq),则Fe²⁺刚生成即被OH^-结合，Fe(OH)₂沉淀生成在a极上。

    若电解质溶液为NaCl(aq),则b极产生的OH^-向a极运动，a极产生的Fe²⁺向b极运动，二者在两极中间相遇生成Fe(OH)₂沉淀。

(3)C层为苯，可隔绝空气，防止Fe(OH)₂被氧化为Fe(OH)₃。

    加热d(aq)，可逐出其中溶解的O₂，防止Fe(OH)₂被氧化为Fe(OH)₃。

(4)改用稀H₂SO₄作电解液，则溶液中因无OH^-而不能产生Fe(OH)₂沉淀，即使产生也能被H₂SO₄溶解。A不可选。增大电压，可以加快反应速率和阴、阳离子的迁移速率，B可以。适当缩小两电极之间的距离，也能使阴、阳离子提前相遇，C可以。温度降低，阴、阳离子运动速率减弱，D不可以。

(5)若d为Na₂SO₄，则Fe(OH)₂沉淀在两极间生成。当电源反接时，发生电解水反应：

2H₂O2H₂↑+O₂↑

H₂在b极上生成，O₂在a极上生成，生成的O₂部分逸入空气，部分将Fe(OH)₂氧化为Fe(OH)₃：

4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O4Fe(OH)₃

答案：(1)Fe    FeFe²⁺+2e^- 

(2)C  B

(3)防止空气进入，将Fe(OH)₂氧化为Fe(OH)₃

逐出溶液中的氧气，防止Fe(OH)₂被氧化为Fe(OH)₃。

(4)BC

(5)白色絮状沉淀变为红褐色