Question

10．某研究小组利用铁棒、碳棒为电极，NaCl溶液为电解液，对铁棒发生电化学腐蚀的正、负极产物进行如下探究．
Ⅰ正极产物分析
（1）由于该腐蚀类型为吸氧腐蚀，所以碳棒表面电极反应式是O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
Ⅱ负极产物探究
【查阅资料】
①K₃[Fe（CN）₆]（化学名称：铁氰化钾）具有氧化性，其溶液在常温下可氧化Na₂S溶液，KI溶液以及活泼金属等；
②Fe²⁺与K₃[Fe（CN）₆]溶液反应会生成蓝色物质，而Fe³⁺与K₃[Fe（CN）₆]溶液不会产生蓝色物质．
【实验探究】
（2）①甲同学在铁电极处滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液时发现有蓝色物质生成，认为负极产物为Fe²⁺．
②乙同学向饱和Na₂S溶液中滴加0.1mol•L^-1K₃[Fe（CN）₆]溶液时，观察到的现象是有黄色浑浊出现，在甲同学设计的方案中，蓝色物质的产生可能是由于铁电极能直接和K₃[Fe（CN）₆]溶液发生氧化还原反应生成Fe²⁺，产生的Fe²⁺再与K₃[Fe（CN）₆]反应生成蓝色物质．
③丙同学取2滴管0.1mol•L^-1K₃[Fe（CN）₆]溶液（用煮沸后的蒸馏水配制）于一支洁净的试管中，并加入2mL左右的苯．将反复打磨过的铁丝伸入到溶液中，立即观察到有蓝色物质生成，即证明乙同学的预测是正确的．
（3）丙同学在实验中用煮沸后的蒸馏水配制K₃[Fe（CN）₆]溶液的目的是赶走溶解在溶液中的氧气（或空气）；铁丝反复打磨的原因是除去表面的氧化膜．
（4）为证明铁电极处有Fe²⁺生成，丙同学设计了将铁电极处溶液取出少许后滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液检验的方法，请你再设计一个实验方案验证有Fe²⁺生成．
限选试剂：0.1mol•L^-1KSCN溶液，0.1mol•L^-1FeCl₃溶液，苯，30%H₂O₂溶液

实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）：

Answer 1

分析 （1）NaCl溶液为中性，发生吸氧腐蚀，Fe为负极，正极上氧气得电子；
（2）②向饱和Na₂S溶液中滴加0.1mol•L^-1K₃[Fe（CN）₆]溶液时，由信息可知，发生氧化还原反应；甲同学设计的方案中负极生成的Fe²⁺与K₃[Fe（CN）₆]溶液反应会生成蓝色物质；
（3）用煮沸后的蒸馏水配制K₃[Fe（CN）₆]溶液，赶走溶解在溶液中的氧气；铁丝反复打磨除去表面的氧化膜；
（4）Fe²⁺具有还原性，结合铁离子与KSCN溶液结合得到血红色溶液可检验．

解答 解：（1）NaCl溶液为中性，发生吸氧腐蚀，Fe为负极，正极上氧气得电子，正极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：吸氧； O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）②向饱和Na₂S溶液中滴加0.1mol•L^-1K₃[Fe（CN）₆]溶液时，由信息可知，发生氧化还原反应生成S单质，则观察到的现象为有黄色浑浊出现；甲同学设计的方案中负极上Fe失去电子生成的Fe²⁺与K₃[Fe（CN）₆]溶液反应会生成蓝色物质，也可能为铁电极能直接和K₃[Fe（CN）₆]溶液发生氧化还原反应生成Fe²⁺，产生的Fe²⁺再与K₃[Fe（CN）₆]反应生成蓝色物质，
故答案为：有黄色浑浊出现；铁电极能直接和K₃[Fe（CN）₆]溶液发生氧化还原反应生成Fe²⁺，产生的Fe²⁺再与K₃[Fe（CN）₆]反应生成蓝色物质；
（3）丙同学在实验中用煮沸后的蒸馏水配制K₃[Fe（CN）₆]溶液的目的是赶走溶解在溶液中的氧气（或空气）；铁丝反复打磨的原因是除去表面的氧化膜，
故答案为：赶走溶解在溶液中的氧气（或空气）；除去表面的氧化膜；
（4）实验方案验证有Fe²⁺生成，实验步骤和为取2mL左右的苯于试管中，从铁电极处吸取少量待测液伸入苯层下方挤出，并依次加入0.1 mol•L^-1KSCN溶液、30%H₂O₂溶液，观察实验现象，结论为若滴入KSCN溶液无红色出现，滴入H₂O₂溶液后出现红色，则证明铁电极处产物为Fe²⁺，
故答案为：取2mL左右的苯于试管中，从铁电极处吸取少量待测液伸入苯层下方挤出，并依次加入0.1 mol•L^-1KSCN溶液、30%H₂O₂溶液，观察实验现象，若滴入KSCN溶液无红色出现，滴入H₂O₂溶液后出现红色，则证明铁电极处产物为Fe²⁺．

点评 本题考查以原电池原理考查物质组成及性质实验的设计，为高频考点，把握电极反应、氧化还原反应及离子检验等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意本题属于开放性试题，能较好训练学生分析解答问题的能力，题目难度中等．