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式：________________________。

(2)某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物做出假设：

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 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溶液，生成蓝色沉淀；

③取少量正极附近溶液加入2滴K₃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氧化性大于IO)；

B．电解一段时间以后，阴极表面除有铜吸附外，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.(1)锌比铁活泼，锌为负极，电极反应式为Zn－2e^－===Zn^2＋。(2)根据假设1、2进行分析，得出假设3为铁参与反应，被氧化生成Fe^2＋和Fe^3＋。(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＋2Cl^－，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)刷油漆(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