某研究小組探究電解FeCl2溶液的電極反應(yīng)產(chǎn)物
(1)配制1mol?L-1FeCl2溶液,測得pH=4.91,原因 Fe2++2H2O?Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O?Fe(OH)2+2H+(用離子方程式表示)。從化合價角度分析,F(xiàn)e2+具有 氧化性和還原性氧化性和還原性。
(2)該小組同學(xué)預(yù)測電解FeCl2溶液兩極的現(xiàn)象:陽極有黃綠色氣體產(chǎn)生,陰極有無色氣體產(chǎn)生。該小組同學(xué)用如圖裝置電解1mol?L-1FeCl2溶液:
實驗 | 條件 | 操作及現(xiàn)象 | ||
電壓 | pH | 陽極 | 陰極 | |
Ⅰ | 1.5v | 4.91 | 無氣泡產(chǎn)生,溶液逐漸變渾濁,5分鐘后電極表面析出紅褐色固體 | 無氣泡產(chǎn)生,4分鐘后電極表面有銀灰色金屬狀固體附著 |
K3[Fe(CN)]6溶液;出現(xiàn)藍色沉淀
K3[Fe(CN)]6溶液;出現(xiàn)藍色沉淀
(試劑和現(xiàn)象),證明該固體為Fe。②該小組同學(xué)進一步分析紅褐色固體產(chǎn)生的原因,甲同學(xué)認為
Fe2+-e-=Fe3+,陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,F(xiàn)e3+與OH-結(jié)合生成Fe(OH)3
Fe2+-e-=Fe3+,陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,F(xiàn)e3+與OH-結(jié)合生成Fe(OH)3
;乙同學(xué)認為2Cl--2e-=Cl2↑,Cl2可氧化Fe2+最終生成Fe(OH)3。為證實結(jié)論,設(shè)計方案如下:用實驗Ⅰ的裝置和1.5v電壓,電解酸化(pH=4.91)的
2mol/LNaCl溶液
2mol/LNaCl溶液
,通電5分鐘后,陽極無明顯現(xiàn)象,證實乙同學(xué)的推論不正確。丙同學(xué)認為仍不嚴謹,原因是產(chǎn)生的氣體溶于水,繼續(xù)實驗 取陽極附近溶液,加入淀粉KI溶液后,溶液不變藍
取陽極附近溶液,加入淀粉KI溶液后,溶液不變藍
(操作和現(xiàn)象),進一步證實了乙同學(xué)的推論不正確。(3)該小組同學(xué)進一步探究電解1mol?L-1FeCl2溶液電極產(chǎn)物的影響因素。
實驗 | 條件 | 操作及現(xiàn)象 | ||
電壓 | pH | 陽極 | 陰極 | |
Ⅱ | 1.5v | 2.38 | 無氣泡產(chǎn)生,溶液出現(xiàn)少量渾濁,滴加KSCN溶液變紅色 | 無氣泡產(chǎn)生,電極表面有銀灰色金屬狀固體附著 |
Ⅲ | 1.5v | 1.00 | 無氣泡產(chǎn)生,溶液無渾濁現(xiàn)象,滴加KSCN溶液變紅色 | 有氣泡產(chǎn)生,無固體附著 |
Ⅳ | 3.0v | 4.91 | 無氣泡產(chǎn)生,溶液逐漸變渾濁,3分鐘后電極表面有紅褐色固體產(chǎn)生 | 極少量氣泡產(chǎn)生,1分鐘出現(xiàn)鍍層金屬 |
Ⅴ | 6.0v | 4.91 | 有氣泡產(chǎn)生,遇濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍。溶液逐漸變渾濁 | 大量氣泡產(chǎn)生,迅速出現(xiàn)鍍層金屬 |
陽極Fe2+放電時,酸性較強主要生成Fe3+;酸性較弱主要生成Fe(OH)3。
陰極
酸性較強時,H+放電,酸性較弱時,F(xiàn)e2+放電
酸性較強時,H+放電,酸性較弱時,F(xiàn)e2+放電
。②對比實驗Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ可以得出結(jié)論:
增大電壓,不僅可以改變離子的放電能力,也可以
改變電極反應(yīng)的速率
改變電極反應(yīng)的速率
。(4)綜合分析上述實驗,電解過程中電極反應(yīng)的產(chǎn)物與
電解質(zhì)溶液的酸堿性、電源電壓
電解質(zhì)溶液的酸堿性、電源電壓
有關(guān)。【考點】電解原理.
【答案】Fe2++2H2O?Fe(OH)2+2H+;氧化性和還原性;K3[Fe(CN)]6溶液;出現(xiàn)藍色沉淀;Fe2+-e-=Fe3+,陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,F(xiàn)e3+與OH-結(jié)合生成Fe(OH)3;2mol/LNaCl溶液;取陽極附近溶液,加入淀粉KI溶液后,溶液不變藍;酸性較強時,H+放電,酸性較弱時,F(xiàn)e2+放電;改變電極反應(yīng)的速率;電解質(zhì)溶液的酸堿性、電源電壓
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:66引用:1難度:0.5
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1.鈰(Ce)是鑭系金屬元素。空氣污染物NO通常用含Ce4+的溶液吸收,生成HNO2、
,再利用電解法將上述吸收液中的HNO2轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì),同時生成Ce4+,其原理如圖所示。下列說法正確的是( ?。?img alt src="https://img.jyeoo.net/quiz/images/svg/202410/176/89289c6f.png" style="vertical-align:middle" />NO-3發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:129引用:7難度:0.7 -
2.(NH4)2S2O8電化學(xué)循環(huán)氧化法可用于廢水中苯酚的降解,示意圖如圖。
(1)(NH4)2S2O8的電解法制備。
已知:電解效率η的定義為η(B)=×100%。n(生成B所用的電子)n(通過電極的電子)
①電極b是
②生成S2的電極反應(yīng)式是O2-8
③向陽極室和陰極室各加入100mL溶液。制備S2的同時,還在電極b表面收集到2.5×10-4mol氣體,氣體是O2-8)為80%,不考慮其他副反應(yīng),則制備的(NH4)2S2O8的物質(zhì)的量濃度為O2-8
(2)苯酚的降解
已知:?具有強氧化性,F(xiàn)e2+性度較高時會導(dǎo)致SO-4?猝滅。S2SO-4可將苯酚氧化為CO2,但反應(yīng)速率較慢。加入Fe2+可加快反應(yīng),過程為:O2-8
i.S2+Fe2+═O2-8+SO2-4?+Fe3+SO-4
ii.?將苯酚氧化SO-4
①?氧化苯酚的離子方程式是SO-4
②將電解得到的含S2溶液稀釋后加入苯酚處理器,調(diào)節(jié)溶液總體積為1L,pH=1,測得在相同時間內(nèi),不同條件下苯酚的降解率如圖。O2-8
用等物質(zhì)的量的鐵粉代替FeSO4,可明顯提高苯酚的降解率,主要原因是
(3)苯酚殘留量的測定
已知:電解中轉(zhuǎn)移1mol電子所消耗的電量為F庫侖。
取處理后的水樣100mL,酸化后加入KBr溶液,通電。電解產(chǎn)生的Br2全部與苯酚反應(yīng),當苯酚完全反應(yīng)時,消耗的電量為a庫侖,則樣品中苯酚的含量為發(fā)布:2024/12/30 11:30:1組卷:140引用:2難度:0.4 -
3.如圖所示,某同學(xué)設(shè)計一個甲醚(CH3OCH3)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜。
(1)通入氧氣的電極為
(2)鐵電極為
(3)反應(yīng)一段時間后,乙裝置中生成NaOH主要在
(4)如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì),丙裝置中陽極上電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:6引用:1難度:0.6
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