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2014年高考化学题电化学收集2电解氯化亚铁溶液

(2014-08-14 10:02:07)
分类: 高考试题相关

(北京高考第28题)28.(15分)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=10.1mol/LFeCl2溶液,研究废液再生机理。记录如下(abc代表电压数值):

序号

电压/V

阳极现象

检验阳极产物

I

x≥a

电极附近出现黄色,

有气泡产生

Fe3+、有Cl2

II

a>x≥b

电极附近出现黄色,

无气泡产生

Fe3+、无Cl2

III

b>x>0

无明显变化

Fe3+、无Cl2

1)用KSCN检验出Fe3+的现象是_______________________

2I中,Fe3+产生的原因可能是Cl在阳极放电,生成的Cl2Fe2+氧化。写出有关反应:

____________________________________________________

3)由II推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有_________性。

4II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=1NaCl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

a>x≥c

无明显变化

Cl2

V

c>x≥b

无明显变化

Cl2

NaCl的浓度是_________mol/L

IV中检测Cl2的实验方法______________________________________________

II对比,得出的结论(写出两点):_____________________________________________

【答案】15分)(1)溶液变红

22Cl -2e =Cl2   Cl2+2Fe2+=2Cl+2Fe3+

3)还原

40.2   

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Fe3的两种原因都成立;通过控制电压,验证了Fe2先于Cl放电

【解析】这道题源于去年福建省、天津高考考查电解氯化亚铁溶液。它们给的标准答案是2Fe2 + 2H= 2Fe3 + H2。当时我提出疑问:http://blog.sina.com.cn/s/blog_484d31660101aw5y.html

2013年高考福建化学中考查到了氯化亚铁溶液的电解(23题最后一问),同时天津高考化学第9题也有涉及,电解氯化亚铁溶液的电极反应是如何写的呢?

解释一:阴极:2H2e===H2

阳极Fe2e===Fe3

总反应为2Fe2 + 2H==2Fe3 + H2

因为Fe2的还原性强于Cl,所以阳极Fe2放电,变成Fe3

解释二:阴极:2H2e===H2

阳极2Cl2e=== Cl2

2Fe2 + Cl2 ===2Fe3 + 2Cl

两个反应叠加得出阳极反应是Fe2e===Fe3

因为阴离子流向阳极,阳极肯定是Cl放电,生成Cl2Cl2再氧化Fe2变成Fe3

虽然它们最后答案一样,其实本质不同,这两种不同的解释区别就在阳极是哪种离子放电,观点一认为是Fe2,观点二认为是Cl,答案是哪一个?你说呢?

 

    今年北京高考命题专家通过实验探究给出了答案:这两种离子的放电顺序与电压有关。电压较大时有Cl2产生,说明电压较大时Cl放电;电压较小时没有Cl2产生,说明在电压较小的时候,Cl没有放电,即Fe2放电变为Fe3

 

 

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