Question

由于Fe(OH)₂極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)₂沉淀。若用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可制得純凈的Fe(OH)₂沉淀。兩極材料分別為石墨和鐵。

(1)a電極材料為__________，其電極反應(yīng)式為__________。

(2)電解液d可以是____________，則白色沉淀在電極上生成；也可以是____________，則白色沉淀在兩極之間的溶液中生成。

A.純水              B.NaCl溶液             C.NaOH溶液            D.CuCl₂溶液

(3)液體c為苯，其作用是___________，在加入苯之前，對d溶液進(jìn)行加熱處理的目的是____________________________________________________________________。

(4)為了在短時間內(nèi)看到白色沉淀，可以采取的措施是_______________________________。(以NaCl為電解液)

A.改用稀硫酸做電解液                        B.適當(dāng)增大電源電壓

C.適當(dāng)縮小兩電極間距離                     D.適當(dāng)降低電解液溫度

(5)若d改為Na₂SO₄溶液，當(dāng)電解一段時間，看到白色沉淀后，再反接電源，繼續(xù)電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為___________。

Answer 1

解析：(1)制取Fe(OH)₂,需產(chǎn)生Fe²⁺和OH^-。b極與外接電源負(fù)極相連，發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)為石墨：2H₂O+2e^-H₂↑+2OH^-。a極為Fe,發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生Fe²⁺:FeFe²⁺+2e^-。

(2)純水導(dǎo)電能力很差，首先被排除。CuCl₂(aq)中Cu²⁺得電子能力強(qiáng)，b極上不產(chǎn)生OH^-，該溶液又不能提供OH^-，也被排除。

    若電解質(zhì)溶液是NaOH(aq),則Fe²⁺剛生成即被OH^-結(jié)合，F(xiàn)e(OH)₂沉淀生成在a極上。

    若電解質(zhì)溶液為NaCl(aq),則b極產(chǎn)生的OH^-向a極運(yùn)動，a極產(chǎn)生的Fe²⁺向b極運(yùn)動，二者在兩極中間相遇生成Fe(OH)₂沉淀。

(3)C層為苯，可隔絕空氣，防止Fe(OH)₂被氧化為Fe(OH)₃。

    加熱d(aq)，可逐出其中溶解的O₂，防止Fe(OH)₂被氧化為Fe(OH)₃。

(4)改用稀H₂SO₄作電解液，則溶液中因無OH^-而不能產(chǎn)生Fe(OH)₂沉淀，即使產(chǎn)生也能被H₂SO₄溶解。A不可選。增大電壓，可以加快反應(yīng)速率和陰、陽離子的遷移速率，B可以。適當(dāng)縮小兩電極之間的距離，也能使陰、陽離子提前相遇，C可以。溫度降低，陰、陽離子運(yùn)動速率減弱，D不可以。

(5)若d為Na₂SO₄，則Fe(OH)₂沉淀在兩極間生成。當(dāng)電源反接時，發(fā)生電解水反應(yīng)：

2H₂O2H₂↑+O₂↑

H₂在b極上生成，O₂在a極上生成，生成的O₂部分逸入空氣，部分將Fe(OH)₂氧化為Fe(OH)₃：

4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O4Fe(OH)₃

答案：(1)Fe    FeFe²⁺+2e^- 

(2)C  B

(3)防止空氣進(jìn)入，將Fe(OH)₂氧化為Fe(OH)₃

逐出溶液中的氧氣，防止Fe(OH)₂被氧化為Fe(OH)₃。

(4)BC

(5)白色絮狀沉淀變?yōu)榧t褐色