Question

19．如图所示，以石墨为电极电解A的水溶液，并做下面一系列实验．试根据实验现象完成下列问题（电解质A的水溶液焰色反应呈紫色）．

（1）A的化学式为KCl，E的名称为硫化亚铁．
（2）I和F反应的离子方程式是2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．
（3）若将电解装置中的阳极换成铁棒，则在U型管底部可观察到的现象是产生了白色絮状沉淀，阳极的电极反应式为Fe-2e^-═Fe²⁺，阴极的电极反应式为2H⁺+2e^-═H₂↑，电解的化学方程式为Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Fe（OH）₂↓+H₂↑．

Answer 1

分析 电解质A的水溶液焰色反应呈浅紫色，由此可知电解质A含有钾元素；二价铁离子显浅绿色，所以G含二价铁离子，G和L反应生成H，根据实验现象知，H是氢氧化铁，所以溶液L含氢氧根离子，即电解A后，电解液中含有氢氧根离子；C和G反应生成I，I和硫氰化钾反应生成红色溶液K，三价铁离子显黄色，所以I含三价铁离子，二价铁离子和C反应生成三价铁离子，所以C是氯气，I是氯化铁溶液，G是氯化亚铁溶液，所以A是氯化钾；电解氯化钾溶液时，生成物是氯气、氢气和氢氧化钾，所以B是氢气，L是氢氧化钾溶液；B和C光照生成D，氢气和氯气光照生成氯化氢，所以D是氯化氢；氯化氢溶于水得盐酸，盐酸和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银，所以M是氯化银；黑色固体E和盐酸反应生成硫化亚铁和气体F，F和氯化铁反应生成淡黄色沉淀J，淡黄色固体有过氧化钠、硫、和溴化银；过氧化钠在溶液中不存在，所以不是过氧化钠，氯化铁和气体不能生成溴化银，所以淡黄色沉淀是硫，黑色固体是硫化亚铁，气体F是硫化氢气体．
（1）根据分析写出A的化学式和E的名称；
（2）根据硫化氢的还原性和氯化铁的氧化性分析并写出离子方程式，注意气体和单质写化学式；
（3）若将电解装置中的阳极换成铁棒，此时阳极是活泼电极，发生金属铁失电子的氧化反应，根据电解池的工作原理来回答．

解答 解：电解质A的水溶液焰色反应呈浅紫色，由此可知电解质A含有钾元素；二价铁离子显浅绿色，所以G含二价铁离子，G和L反应生成H，根据实验现象知，H 是氢氧化铁，所以溶液L含氢氧根离子，即电解A后，电解液中含有氢氧根离子；C和G反应生成I，I和硫氰化钾反应生成红色溶液K，三价铁离子显黄色，所以I含三价铁离子，二价铁离子和C反应生成三价铁离子，所以C是氯气，I是氯化铁溶液，G是氯化亚铁溶液，所以A是氯化钾；电解氯化钾溶液时，生成物是氯气、氢气和氢氧化钾，所以B是氢气，L是氢氧化钾溶液；B和C光照生成D，氢气和氯气光照生成氯化氢，所以D是氯化氢；氯化氢溶于水得盐酸，盐酸和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银，所以M是氯化银；黑色固体E和盐酸反应生成硫化亚铁和气体F，F和氯化铁反应生成淡黄色沉淀J，淡黄色固体有过氧化钠、硫、和溴化银；过氧化钠在溶液中不存在，所以不是过氧化钠，氯化铁和气体不能生成溴化银，所以淡黄色沉淀是硫，黑色固体是硫化亚铁，气体F是硫化氢气体．
（1）通过以上分析知，A为KCl；E是硫化亚铁．
故答案为：KCl；硫化亚铁；
（2）通过以上分析知，I是氯化铁溶液，F是硫化氢，氯化铁有氧化性，硫化氢有还原性，所以氯化铁和硫化氢能发生氧化还原反应生成氯化亚铁和硫单质、盐酸，离子方程式为：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．
故答案为：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺；
（3）若将电解装置中的阳极换成铁棒，此时阳极是活泼电极，发生金属铁失电子的氧化反应，即Fe-2e^-═Fe²⁺，阴极上是氢离子得电子的还原反应，即2H⁺+2e^-═H₂↑，溶液的碱性增强，会和亚铁离子结合产生白色沉淀氢氧化亚铁，则在U型管底部可观察到产生了白色絮状沉淀，总反应为：Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↓+H₂↑，故答案为：产生了白色絮状沉淀；Fe-2e^-═Fe²⁺；2H⁺+2e^-═H₂↑；Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↓+H₂↑．

点评 本题以电解原理为载体考查了化合物的推断，难度较大，会根据题中特殊的现象推断物质，如气体的颜色、溶液的特殊颜色变化、沉淀的颜色等来推断物质．