记录如下(a、b、c 代表电压数值): 序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物 电极附近出现黄色,有气泡产生 有Fe 电极附近出现黄色,无气泡产生 有Fe 无明显变化无Fe (1)用KSCN检验出Fe 在阳极放电,生成的Cl2将Fe 氧化。写出有关反应: (3)由II推测,Fe (4)II中虽未检验出Cl2,但Cl 在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl 溶液做对照实验,记录如下: 序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物 IV 无明显变化有Cl 无明显变化无Cl NaCl的浓度是_________mol/L IV 中检测Cl2 的实验方法 与II对比,得出的结论(写出两点): 【答案】(15分)(1)溶液变红 (2)2Cl =Cl2Cl2+2Fe (3)还原(4)0.2 取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI 试纸上,试纸变蓝 通过控制电压,证实了产生Fe 的两种原因都成立;通过控制电压,验证了Fe 放电25. 人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如下图。 电源的负极为 10电解亚硫酸钠溶液 一.电解Na 溶液【分析】溶液中存在的离子有H 失去电子的能力,显然产物应该分别为氢气和硫酸根离子。方程式为: Na 【讨论】假如得到氧气,则氧气也能和亚硫酸根离子作用得到硫酸根离子,况且这里的氧是新生氧,具有 “很强的生命力”。 附:酸性条件下氧气的还原电位是+1.229V;硫酸根和亚硫酸之间的还原 电位是+0.17V。算了一下,要得到氧气出现需要pH=0(氢离子浓度为1mol/L) 时亚硫酸浓度低于十的负36 次方才有可能。 【延伸】假如这里具有强还原性的离子不是阴离子,又会怎样?因为在电场的作 用下,阳离子是往阴极移动的,使得阳极附近的阳离子浓度降低,影响阳离子的 还原性,而在阴极的发生的还原反应,譬如,氯化亚铁溶液就存在这个问题。 二.电解FeCl 溶液【分析】这里的问题就是刚才提出的问题,亚铁离子在电解时,会“慢慢”移 动到阴极,但毕竟比较少,但不管怎样,在阳极即便得到氯气,生成的氯气也会 和亚铁离子作用得到铁离子,理论分析,电解氯化铁一定会使得溶液先变黄色, 阴极产生气体,甚至可以得到氢氧化铁沉淀,阳极产生的气体是否能被完成反应 掉?是否有氧气产生?这些有待实验证明。笔者以为,该实验和浓度以及酸碱度 有关。 11 实验结果(电解10 分钟):在阴极产生的气体明显比阳极要多,至少要2 以上,用湿润的KI淀粉试纸没有检出Cl ,也没有感觉到的刺激性气味。随着电解时间的增加,阳极的溶液颜色不断加深,从浅绿色变化为黄色,黄色溶液不 断向阴极扩散。阴极附近没有产生白色或者灰绿色的沉淀(可能电解时间较短)。 三.电解FeCl 溶液实验现象:阳极与阴极都产生了气泡,但是阳极产生气体的体积约是阴极产 生气体的3 倍。阳极产生的气体有强烈的刺激性气味。电解质溶液颜色变化不 明显。 分析结论: 阳极Cl 反应程度更大一些。很明显,以上两种情况出现了矛盾。原因就是两者的浓度有显著的不同,这 里也说明了粒子的氧化性或者还原性显然和浓度关系比较大。 四.电解K 溶液工业上采用铁和石墨为电极,电解K (1)电解时,应以__________作阴极,电解过程中,阴极附近溶液的pH将会____________(填增大、减小或不变)。 (2)阳极反应式为_____________________________________。 (3)电解的总化学方程式为_____________________________。 增大(2)MnO 注:氢氧根失电子,形成羟基自由基,亚铁离子或者铁离子能与羟基自由基发生feton 反应(终产物为Fe ),使之分解为水和氧气.12 (6)工业上用Na ,阳极电极反应式,阳极区逸出气体的成分为 __________(填化学式)。 在这种情况下,由于亚硫酸氢钠并不是在阳极区,因此难以失去电子,则在阳极 得到氧气,并同时得到二氧化硫!