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1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，并对产物作出假设：
假设1：铁参与反应，被氧化生成Fe²⁺；
假设2：铁参与反应，被氧化生成Fe³⁺；
假设3：

 

．
（3）为了探究假设1、2，他采取如下操作：
①取0.01mol/L FeCl₃溶液2mL于试管中，加入过量铁粉；
②取操作①试管的上层清夜加入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．利用图2装置作电解50mL 0.5mol/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；
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

考点：探究原电池及其工作原理,电解原理

专题：实验设计题,电化学专题

分析：I．（1）该装置能自发进行氧化还原反应而形成原电池，锌易失电子而作负极、铁作正极；
（2）铁参与反应，被氧化生成亚铁离子和铁离子；
（3）亚铁离子和K₃[Fe（CN）₆]生成蓝色沉淀，铁离子和硫氰化钾溶液反应生成血红色溶液；
（4）可以采用物理或化学方法防止金属被腐蚀；
II．（1）氯气能氧化碘离子生成碘单质，碘能被氯气氧化生成碘酸；
（2）阴极上铜离子浓度下降，氢离子放电同时溶液中还生成氢氧根离子，氢氧根离子和铜离子生成蓝色沉淀．

解答： 解：I．（1）该装置能自发进行氧化还原反应而形成原电池，锌易失电子而作负极、铁作正极，负极上电极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺，
故答案为：Zn-2e^-=Zn²⁺；
（2）铁参与反应，被氧化生成Fe²⁺、Fe³⁺，故答案为：铁参与反应，被氧化生成Fe²⁺、Fe³⁺；
（3）亚铁离子和K₃[Fe（CN）₆]生成蓝色沉淀，铁离子和硫氰化钾溶液反应生成血红色溶液，据②、③、④现象知，正极附近溶液不含Fe²⁺、Fe³⁺，即铁不参与反应，
故答案为：正极附近溶液不含Fe²⁺、Fe³⁺；
（4）可以采用物理或化学方法防止金属被腐蚀，如：在钢铁表面刷一层油漆、镀铜等，
故答案为：在钢铁表面刷一层油漆、镀铜；
II．（1）氯气能氧化碘离子生成碘单质，碘能被氯气氧化生成碘酸，离子方程式分别为：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-、5Cl₂+I₂+6H₂O=10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺，
故答案为：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-；5Cl₂+I₂+6H₂O=10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺；
（2）阴极上电极反应式为：Cu ²⁺+2e^-=Cu，当铜离子放电完毕后，氢离子放电，2H⁺+2e^-=H₂↑，致使该电极附近呈碱性，Cu ²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓，
故答案为：Cu（OH）₂；电解较长时间后，铜离子浓度下降，氢离子开始放电，溶液的pH增大，铜离子转化为氢氧化铜沉淀．

点评：本题以原电池原理为载体考查了铁的探究实验，根据反应现象确定正负极上发生的反应，知道亚铁离子、铜离子的检验方法、氯气不仅能氧化碘离子还能氧化碘单质，难度中等．