Question

（15分）用FeCl₃酸性溶液脫除H₂S后的廢液，通過(guò)控制電壓電解得以再生。某同學(xué)使用石墨電極，在不同電壓（x）下電解pH=1的0.1mol/LFeCl₂溶液，研究廢液再生機(jī)理。記錄如下（a、b、c代表電壓值：）

序號(hào)	電壓/V	陽(yáng)極現(xiàn)象	檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物
I	x≥a	電極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產(chǎn)生	有Fe3+、有Cl2
II	a＞x≥b	電極附近出現(xiàn)黃色，無(wú)氣泡產(chǎn)生	有Fe3+、無(wú)Cl2
III	b＞x＞0	無(wú)明顯變化	無(wú)Fe3+、無(wú)Cl2

（1）用KSCN溶液檢驗(yàn)出Fe³⁺的現(xiàn)象是_______。
（2）I中，F(xiàn)e²⁺產(chǎn)生的原因可能是Cl^-在陽(yáng)極放電，生成的Cl₂將Fe²⁺氧化。寫出有關(guān)反應(yīng)的方程式_____。
（3）由II推測(cè)，F(xiàn)e³⁺產(chǎn)生的原因還可能是Fe²⁺在陽(yáng)極放電，原因是Fe²⁺具有_____性。
（4）II中雖未檢測(cè)出Cl₂，但Cl^-在陽(yáng)極是否放電仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。電解pH=1的NaCl溶液做對(duì)照實(shí)驗(yàn)，記錄如下：

序號(hào)	電壓/V	陽(yáng)極現(xiàn)象	檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物
IV	a＞x≥c	無(wú)明顯變化	有Cl2
V	c＞x≥b	無(wú)明顯變化	無(wú)Cl2

①NaCl溶液的濃度是________mol/L。
②IV中檢測(cè)Cl₂的實(shí)驗(yàn)方法:____________________。
③與II對(duì)比，得出的結(jié)論（寫出兩點(diǎn)）：___________________。

Answer 1

（1）溶液變?yōu)檠�紅色
（2）2Cl^--2e^-=Cl₂↑；2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）還原
（4）①0.2②取少量陽(yáng)極附近的溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍(lán)
③通過(guò)控制電壓，證實(shí)了產(chǎn)生Fe³⁺的兩種原因都成立；通過(guò)控制電壓，驗(yàn)證了Fe²⁺先于Cl^-放電

試題分析：（1）鐵離子與KSCN反應(yīng)生成血紅色絡(luò)合物，故現(xiàn)象為溶液變?yōu)檠�紅色；
（2）Cl^-在陽(yáng)極放電，電解反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，生成的氯氣氧化Fe²⁺為Fe³⁺，方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）因?yàn)殛?yáng)極產(chǎn)物無(wú)Cl₂，又Fe²⁺具有還原性，故也可能是Fe²⁺在陽(yáng)極放電，被氧化為Fe³⁺；
（4）①因?yàn)闉閷?duì)比實(shí)驗(yàn)，故Cl^-濃度應(yīng)與電解FeCl₂的相同，即為0.1mol/L ×2=0.2mol/L；
②檢測(cè)氯氣可以用淀粉碘化鉀試紙，可取少量陽(yáng)極附近的溶液，滴在淀粉KI試紙上，若試紙變藍(lán)色，則說(shuō)明有氯氣存在；
③與II對(duì)比可知，IV中電解氯化亞鐵時(shí)，電壓較大a＞x≥c時(shí)，氯離子放電產(chǎn)生氯氣，即說(shuō)明Fe³⁺可能是由氯氣氧化亞鐵離子得到；電壓較小c＞x≥b時(shí)，氯離子不放電，即還原性Fe²⁺＞Cl^-，同時(shí)也說(shuō)明了鐵離子也可能是由亞鐵離子直接放電得到的。故結(jié)論為：①通過(guò)控制電壓，證實(shí)了產(chǎn)生Fe³⁺的兩種原因都成立；②通過(guò)控制電壓，驗(yàn)證了Fe²⁺先于Cl^-放電。