Question

12．某同學使用石墨電極，在不同電壓（x）下電解pH=1的0.1mol•L^-1 FeCl₂溶液，實驗記錄如表（a、b、c代表電壓值）：

序號	電壓/V	陽極現(xiàn)象	檢驗陽極產物
Ⅰ	x≥a	電極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產生	有Fe3+、有Cl2
Ⅱ	a＞x≥b	電極附近出現(xiàn)黃色，無氣泡產生	有Fe3+、無Cl2
Ⅲ	b＞x＞0	無明顯變化	無Fe3+、無Cl2

（1）用KSCN溶液檢驗出溶液中含F(xiàn)e³⁺，看到的現(xiàn)象是溶液變紅．
（2）Ⅰ中，F(xiàn)e³⁺產生的原因可能是Cl^-在陽極放電，生成的Cl₂將Fe²⁺氧化．寫出Cl₂氧化Fe²⁺的離子方程式：Cl₂+2Fe²⁺═2Cl^-+2Fe³⁺．
（3）由Ⅱ推測，F(xiàn)e³⁺產生的原因還可能是Fe²⁺在陽極放電．原因是Fe²⁺具有還原性．
（4）Ⅱ中雖未檢驗出Cl₂，但Cl^-在陽極是否放電仍需進一步驗證．控制變量，做對照實驗繼續(xù)探究：電解pH=1的NaCl溶液，記錄如表：

序號	電壓/V	陽極現(xiàn)象	檢驗陽極產物
Ⅳ	a＞x≥c	無明顯變化	有Cl2
Ⅴ	c＞x≥b	無明顯變化	無Cl2

①NaCl溶液的濃度應是0.2 mol•L^-1．
②Ⅳ中檢驗Cl₂的實驗方法：取少量陽極附近的溶液，滴在淀粉碘化鉀試紙上，試紙變藍色．
③與Ⅱ對比，得出的結論：通過控制電壓，證實了產生Fe³⁺的兩種原因都成立；通過控制電壓，驗證了放電順序是：Fe²⁺＞Cl^-（填“＞”或“＜”）

Answer 1

分析 （1）依據鐵離子的檢驗方法和試劑顏色變化分析；
（2）依據電解原理，氯離子在陽極失電子生成氯氣，氯氣具有氧化性氧化亞鐵離子生成鐵離子溶液變黃色；
（3）Fe³⁺產生的原因還可能是Fe²⁺在陽極放電，依據氧化還原反應分析Fe²⁺具有還原性；
（4）①電解pH=1的0.1mol/L FeCl₂溶液，電解pH=1的NaCl溶液做對照試驗，探究氯離子是否放電，需要在難度相同的條件下進行分析判斷；
②依據檢驗氯氣的實驗方法分析；
③依據圖表數據比較可知，電解pH=1的NaCl溶液做對照試驗與Ⅱ對比，通過控制電壓證明了亞鐵離子還原性大于氯離子優(yōu)先放電．

解答 解：（1）檢驗鐵離子的試劑是硫氰酸鉀溶液，用KSCN溶液檢測處Fe³⁺的現(xiàn)象是溶液變紅色，故答案為：溶液變紅；
（2）依據電解原理，氯離子在陽極失電子生成氯氣，電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氯氣具有氧化性氧化亞鐵離子生成鐵離子溶液變黃色，反應的離子方程式為：Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-；
故答案為：Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）由Ⅱ推測，F(xiàn)e³⁺產生的原因還可能是Fe²⁺在陽極放電，元素化合價升高，依據氧化還原反應分析Fe²⁺具有還原性，故答案為：還原；
（4）①電解pH=1的0.1mol/L FeCl₂溶液，電解pH=1的NaCl溶液做對照試驗，探究氯離子是否放電，需要在難度相同的條件下進行，所以氯化鈉溶液的濃度為0.2mol/L，故答案為：0.2；
②依據檢驗氯氣的實驗方法分析，取少量陽極附近的溶液，滴在淀粉碘化鉀試紙上，試紙變藍色證明生成氯氣，否則無氯氣生成，
故答案為：取少量陽極附近的溶液，滴在淀粉碘化鉀試紙上，試紙變藍色；
③依據圖表數據比較可知，電解pH=1的NaCl溶液做對照試驗與Ⅱ對比，通過控制電壓證明了亞鐵離子還原性大于氯離子優(yōu)先放電，故答案為：＞．

點評 本題考查了離子檢驗方法和現(xiàn)象分析，電解原理的分析應用，電解反應，電極產物的理解應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．