Question

1．高純鐵有良好的延展性、軟磁性、熱性能、導電性能和耐腐蝕性能等優(yōu)異性能，近年來，高純鐵的研究越來越受到人們關注．某研究小組利用電解法制備髙純鐵，研究過程如下：，
（1）電解液的配制；按實驗要求，要配制高濃度的硫酸亞鐵，配制好后立即密封保存其目的：防止氧化
（2）實驗探究溶液的pH、Fe⁺²⁺的濃度對實驗的影響，并探究最佳的電解制備高純鐵的條件，實驗采用單一變量法，測得的結構繪制如下2個圖形（陰極電流效率越高，電解效果越好：

本實驗探究的最佳工藝條件為：①電解液初始pH3～4②Fe²⁺的濃度為Cg/L_t
A.30～400 B.40～90 C.90～100
（3）該研究小組對“電解液初始pH對產(chǎn)品的影響”做了進一歩探究pH＜3時，除了
有鐵產(chǎn)生，同時還有少量氣泡產(chǎn)生，則陰極電解的離子方程式除了 Fe²⁺+2e^-=Fe外，還有2H⁺+2e^-=H₂↑
（4）在pH=5～6時，電解得到高純鐵的效率極低．在陰極下方有少許沉淀產(chǎn)生，該研究小
組提出如下假設
假設一：該沉淀為Fe（OH）
假設二：該沉淀為Fe（OH）₃
假設三：該沉淀為Fe（OH）₂與Fe（OH）₃
為了驗證假設，取陰板下方沉淀于試管中（為防止沉淀被氧化化，取沉淀以及實實驗時要采取適當方法隔離氧氣），然后：

操作	現(xiàn)象	結論
		假設三正確

Answer 1

分析 （1）二價鐵離子具有強的還原性，容易被空氣氧化；
（2）依據(jù)陰極電流效率越高，電解效果越好，結合圖2判斷解答；
（3）陰極去含有大量的二價鐵離子、氫離子，二者都能得到電子發(fā)生還原反應；
（4）二價鐵離子、三價鐵離子都能夠與氫氧根反應生成氫氧化亞鐵、氫氧化鐵沉淀，所以該沉淀可能為氫氧化亞鐵，可能為氫氧化鐵，可能為二者混合物；
三價鐵離子遇到硫氰酸鉀顯紅色，二價鐵離子具有強的還原性能夠使酸性的高錳酸鉀褪色．

解答 解：（1）二價鐵離子具有強的還原性，容易被空氣氧化，所以配制好后立即密封保；
故答案為：防止氧化；
（2）依據(jù)圖2可知，當Fe²⁺的濃度為（90～100）g/L_t，陰極電流效率越高，電解效果越好；
故答案為：C；
（3）陰極去含有大量的二價鐵離子、氫離子，二者都能得到電子發(fā)生還原反應，所以發(fā)生的電極反應式為：Fe²⁺+2e^-=Fe，2H⁺+2e^-=H₂↑；
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（4）二價鐵離子、三價鐵離子都能夠與氫氧根反應生成氫氧化亞鐵、氫氧化鐵沉淀，所以該沉淀可能為氫氧化亞鐵，可能為氫氧化鐵，可能為二者混合物；
三價鐵離子遇到硫氰酸鉀顯紅色，二價鐵離子具有強的還原性能夠使酸性的高錳酸鉀褪色，所以可以利用硫氰酸鉀檢驗三價鐵離子存在，利用酸性的高錳酸鉀檢驗二價鐵離子存在，若三價鐵離子與二價鐵離子都存在則沉淀為氫氧化鐵與氫氧化亞鐵的混合物；
故答案為：Fe（OH）₂與Fe（OH）₃；

操作	現(xiàn)象	結論
向試管中加入稀硫酸使沉淀溶解，分成2份，一份滴加KSCN，另一份滴加高錳酸鉀溶液	滴加KSCN試管變紅，滴加高錳酸鉀的紅色迅速褪色

點評 本題考查了電解池工作原理、實驗方案的設計，熟悉二價鐵離子與三價鐵離子性質的差別是解題關鍵，題目難度中等．