Question

【題目】電化學(xué)手段對于研究物質(zhì)性質(zhì)以及工業(yè)生產(chǎn)中都有重要價(jià)值。

I. 某實(shí)驗(yàn)小組利用原電池裝置對 FeCl3與Na2SO3的反應(yīng)進(jìn)行探究。

裝置	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
1 mol/L FeCl3溶液(pH≈1) 1mol/LNa2SO3 溶液(pH≈9)	靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

(1)取少量 FeCl3溶液電極附近的混合液，加入鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，證明 FeCl3轉(zhuǎn)化成_____。

(2)檢驗(yàn)另一電極產(chǎn)物的操作及現(xiàn)象是_____。

(3)負(fù)極的電極反應(yīng)式為_____。

II. 工業(yè)上用 Na2SO4 溶液吸收工業(yè)煙氣中的低濃度 SO2 形成吸收液后，再采用陽離子膜電解法， 控制電壓，電解吸收液可制成產(chǎn)品 S 和 O2。工作原理示意圖如下圖

陰極區(qū)和陽極區(qū)的pH 隨時(shí)間的變化關(guān)系如下圖：

(4)陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)物是 ____。

(5)陽極區(qū) pH 降低的原因是____。(寫出一條即可)

(6) 結(jié)合電極反應(yīng)式，說明陰極區(qū) pH 升高的原因_____。(寫出一條即可)

Answer 1

【答案】FeCl2 取少量電解液于試管，加入足量的鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若產(chǎn)生白色沉淀則證明有硫酸鈉的生成 SO32-+H2O-2e-=SO42-+2H+ H2O 電極反應(yīng)生成H+ 陰極電極反應(yīng)式為SO2+4H++4e-=S+2H2O，陰極區(qū)不斷消耗氫離子并生成水

【解析】

FeCl3與Na2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+；根據(jù)電解池示意圖可知，生成氧氣的為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，則陰極生成S。

(1)取少量FeCl3溶液電極附近的混合液，加入鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明有亞鐵離子產(chǎn)生，證明FeCl3轉(zhuǎn)化成FeCl2。

(2)另一電極發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸鈉，檢驗(yàn)硫酸根離子的操作為取少量電解液于試管，加入足量的鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若產(chǎn)生白色沉淀則證明有硫酸鈉的生成。

(3)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，亞硫酸鈉中硫元素化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸鈉，電極反應(yīng)式為SO32-+H2O-2e-=SO42-+2H+。

(4)根據(jù)電解池裝置示意圖，生成氧氣一極為陽極，陽極的pH不斷降低可知反應(yīng)生成H+，據(jù)此判斷陽極反應(yīng)為2H2O-4e-=4H++O2，電極反應(yīng)物是H2O。

(5) 陽極電極反應(yīng)生成H+，故陽極區(qū) pH 降低。

(6) 陰極發(fā)生還原反應(yīng)，二氧化硫與氫離子反應(yīng)生成S和水，電極反應(yīng)式為SO2+4H++4e-=S+2H2O，陰極區(qū)不斷消耗氫離子并生成水，故pH 升高。