Question

13．用 FeCl₃酸性溶液脫除 H₂S 后的廢液，通過控制電壓電解得以再生．某同學使用石墨電極，在不同電壓（x）下電解 pH=1 的 0.1mol/L FeCl₂溶液，研究廢液再生機理．記錄如下（a、b、c代表電壓值：）

序號	電壓/V	陽極現(xiàn)象	檢驗陽極產(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，無氣泡產(chǎn)生	有Fe3+、無Cl2
Ⅲ	b＞x＞0	無明顯變化	無Fe3+、無Cl2

（1）用 FeCl₃酸性溶液脫除 H₂S的離子方程式為溶液變紅．
（2）Ⅰ中，F(xiàn)e³⁺產(chǎn)生的原因可能是 Cl^- 在陽極放電，生成的 Cl₂將 Fe²⁺氧化．寫出有關反應的方程式和電極反應式2Cl^--2e^-=Cl₂↑、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）由Ⅱ推測，F(xiàn)e³⁺產(chǎn)生的原因還可能是 Fe²⁺在陽極放電，電極反應式為
（4）Ⅱ中雖未檢測出 Cl₂，但 Cl^- 在陽極是否放電仍需進一步驗證．電解 pH=1 的 NaCl溶液做對照實驗，記錄如下：

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

①NaCl溶液的濃度是0.2mol/L．
②與Ⅱ對比，可得出的結論：AC
A．通過控制電壓，驗證了 Fe²⁺先于 Cl^- 放 電
B．電壓過小，Cl^- 可 能 不 放 電
C． 通過控制電壓，證實了產(chǎn)生 Fe³⁺的兩種原因都成立
D． 通過控制電壓，證實了產(chǎn)生 Fe³⁺一定僅是由于生成的 Cl₂將 Fe²⁺氧化．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)鐵離子的檢驗方法和試劑顏色變化分析；
（2）依據(jù)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(chǎn)生的原因還可能是Fe²⁺在陽極放電，依據(jù)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(jù)圖表數(shù)據(jù)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，生成鐵離子的兩種可能．

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(jù)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：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）由Ⅱ推測，F(xiàn)e³⁺產(chǎn)生的原因還可能是Fe²⁺在陽極放電，元素化合價升高，依據(jù)氧化還原反應分析Fe²⁺具有還原性，即Fe²⁺-2e^-=Fe³⁺，故答案為：Fe²⁺-2e^-=Fe³⁺；
（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(jù)圖表數(shù)據(jù)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，說明生成鐵離子的兩種可能，一是二價鐵失電子變成三價鐵，二是氯離子失電子變成氯氣，氯氣再氧化二價鐵變成三價鐵．對于補充的那個實驗，實驗四的電壓高，氯氣放電，實驗五電壓低，氯氣不放電，而實驗二氯氣皆放電；
故答案為：AC．

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(chǎn)物的理解應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．