Question

19．为探究FeCl₂溶液电解时阴阳极的产物，某兴趣小组用如下装置进行实验：（查阅资料：电解能否发生、电极反应及其速率，与电压大小、离子浓度等因素有关．）
Ⅰ电极a表面始终未出现气泡，但产生了银灰色有金属光泽的固体．该电极的电极反应式为：Fe²⁺+2e^-=Fe．
Ⅱ电极b开始一段时间内，表面无气泡产生，周围液体出现红褐色，逐渐浑浊．吸取该电极周围少许液体于两支试管中，一支试管中滴入淀粉-KI溶液，液体颜色不变；另一支试管中先加盐酸酸化，再滴入KSCN溶液，溶液变为红色．
结论：电解过程中产生了Fe³⁺，同时水解产生了红褐色物质．
（1）加盐酸酸化时发生的反应是Fe（OH）₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O（用离子方程式表示）．
（2）对电解过程中Fe³⁺产生的原因进行猜想：
猜想①：Cl^-在阳极放电，生成的Cl₂将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
猜想②：Fe²⁺在阳极直接放电生成Fe³⁺；
猜想③：…．
（3）设计实验验证猜想①
供选择的试剂：1mol/L FeSO₄溶液、1mol/L盐酸、2mol/L盐酸、1mol/L NaCl溶液、2mol/L NaCl溶液、淀粉-KI溶液、KSCN溶液、蒸馏水

操作	现象和结论
①取一定量2mol/LNaCl溶液，调节溶液pH为4.91；再以相同装置进行电解． ②电解相同时间后，若电极b表面无气泡，取少量阳极附近的溶液， 滴入淀粉KI溶液．	若溶液不变蓝，证明猜想①不成立 若溶液变蓝，证明猜想①可能成立．

Answer 1

分析 I．电极a表面始终未出现气泡，但产生了银灰色有金属光泽的固体，该金属只能为Fe，则电解a亚铁离子放电生成金属铁；
II．（1）红褐色的物质为氢氧化铁，氢氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水；
（2）亚铁离子具有较强还原性，所以还可能亚铁离子在阳极可能直接放电生成铁离子；
（3）根据猜想①的内容，用同样浓度的NaCl溶液代替氯化亚铁，然后检验溶液中是否含有氯气生成即可，据此设计实验方案．

解答 解：I．由于电极a表面始终未出现气泡，但产生了银灰色有金属光泽的固体，则该金属只能为Fe，发生电极反应式为：Fe²⁺+2e^-=Fe，
故答案为：Fe²⁺+2e^-=Fe；
II．（1）红褐色的物质为氢氧化铁，氢氧化铁与盐酸发生反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为：Fe（OH）₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O，
故答案为：Fe（OH）₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O；
（2）亚铁离子具有较强还原性，在阳极可能直接放电生成铁离子，所以猜想2为：Fe²⁺在阳极直接放电生成Fe³⁺，
故答案为：Fe²⁺在阳极直接放电生成Fe³⁺；
（3）猜想①为Cl^-在阳极放电，生成的Cl₂将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，可以设计实验，用同样浓度的NaCl溶液代替氯化亚铁，然后检验溶液中是否含有氯气生成即可，所以操作方法及现象为：①取一定量2mol/L的NaCl溶液，调节溶液pH为4.91，再以相同装置进行电解，②电解相同时间后，若电极b表面无气泡，取少量阳极附近的溶液，滴入淀粉KI溶液，若溶液不变蓝，证明猜想①不成立，若溶液变蓝，证明猜想①可能成立，
故答案为：

操作	现象和结论
①2mol/L NaCl；                        ②取少量阳极附近的溶液；滴入淀粉KI溶液；	若溶液不变蓝，证明猜想①不成立       若溶液变蓝，证明猜想①可能成立

点评 本题考查了探究电解氯化亚铁溶液产物的方法、性质实验方案的设计等知识，题目难度中等，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力，注意掌握电解原理及性质实验方案设计与评价的原则．