Question

某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验探究。

Ⅰ.利用如图所示装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。

(1)写出负极的电极反应________

________________________________________________________________。

(2)某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设。

假设 1 ：铁参与反应，被氧化生成Fe^2＋；

假设 2 ：铁参与反应，被氧化生成Fe^3＋；

假设 3 ：________________________________________________________。

(3)为了探究假设1 、2，他采取如下操作：

①取0.01 mol·L^－1 FeCl₃溶液 2 mL于试管中，加入过量铁粉；

②取操作①试管的上层清液加入2滴K₃[Fe(CN)₆]溶液，生成蓝色沉淀；

③取少量正极附近溶液加入2滴 K₃[Fe(CN)₆]溶液，未见蓝色沉淀生成；

④取少量正极附近溶液加入2滴 KSCN 溶液，未见溶液变红。

据②、③、④现象得出的结论是__________________ _____________________________________。

(4)该实验原理可应用于防护钢铁腐蚀，请再举一例防护钢铁腐蚀的措施：_________________________________________________________________。

 Ⅱ.利用如图所示装置做电解 50 mL 0.5 mol·L^－1的 CuCl₂ 溶液实验。

实验记录：

A．阳极上有黄绿色气体产生，该气体使湿润的淀粉­碘化钾试纸先变蓝后褪色(提示：Cl₂ 的氧化性强于IO)；

B．电解一段时间以后，阴极表面除吸附有铜外，还出现了少量气泡和浅蓝色固体。

(1)分析实验记录 A 中试纸颜色的变化，用离子方程式解释：①________________②______________。

(2)分析实验记录 B 中浅蓝色固体可能是_____________________________

(写化学式)，试分析生成该物质的原因：________________________________

________________________________________________________________。

Answer 1

解析　Ⅰ. (3)从②分析得出①的试管中含有Fe^2＋；③现象说明不含Fe^2＋；④现象说明不含Fe^3＋；故可得出的结论是正极附近溶液不含Fe^2＋和Fe^3＋。(4)防护钢铁腐蚀的措施有油漆、电化学保护法等。Ⅱ. (1) 阳极上有氯气产生，由于2I^－ ＋ Cl₂===I₂ ＋ 2CI^－，该气体使湿润的淀粉­碘化钾试纸变蓝；当氯气过量时，会发生反应 5Cl₂ ＋ I₂ ＋ 6H₂O===10Cl^－ ＋ 2IO ＋ 12H^＋，颜色褪去。

答案　 Ⅰ.(1)Zn－2e^－===Zn^2＋　(2)铁参与反应，被氧化生成Fe^2＋和 Fe^3＋　

(3)正极附近溶液不含Fe^2＋和 Fe^3＋　(4)油漆(其他合理答案均可)

Ⅱ.(1)2I^－ ＋ Cl₂===I₂＋2Cl^－ 　5Cl₂＋I₂＋6H₂O===10Cl^－＋2IO＋12H^＋

(2)Cu(OH)₂　电解一段时间后，Cu^2＋浓度下降，H^＋开始放电，溶液 pH 增大，Cu^2＋转化为Cu(OH)₂