Question

【题目】某化学小组以铁为阳极，探究不同条件下阳极发生的电极反应。

实验装置	实验	电压	电解液	实验现象
	ⅰ	3V	3mol/LNa2SO4溶液	碳棒表面有大量气泡产生，溶液变黄，有红褐色沉淀产生
	ⅱ	3V	3 mol/L KI溶液	碳棒表面有大量气泡产生，铁丝附近溶液变为棕色，逐渐变为棕褐色，约5min后，棕褐色消失，逐渐产生灰绿色絮状物
	ⅲ	3V	3mol/L NaOH溶液	两电极上都有大量气泡产生，5min后停止实验，取出铁丝，铁丝明显受腐，附有红棕色固体，溶液中未见沉淀物。

（1）①实验ⅰ中碳棒表面产生的气体是__________。

②实验ⅲ中铁丝上生成气体的电极反应式为__________。

③在实验ⅱ中，为验证铁丝电极的产物，取少量铁丝附近棕色溶液于试管中，滴加2滴K3Fe(CN)6溶液，无明显变化；另取少量铁丝附近棕色溶液检验发现溶液中有I2，检验方法是__________；对比实验ⅰ、ⅱ、ⅲ，可得出的结论是__________。

（2）为进一步探究增大c(OH-)对阳极反应的影响，该小组利用原装置做了实验ⅳ。

实验	电压	电解液	实验现象
ⅳ	3V	10 mol/L NaOH溶液	两电极上都有大量气泡产生，但碳棒上的速率远大于铁丝，且阳极区溶液逐渐变紫红色；停止实验，铁丝明显变细，电解液仍然澄清

查阅资料：FeO42-在溶液中呈紫红色。阳极电极反应式是__________。

（3）为探究实验ⅰ中溶液变黄的原因，该小组利用原装置做了实验ⅴ和ⅵ。

实验	电压	电解液	实验现象
ⅴ	3V	煮沸冷却的3 mol/L Na2SO4溶液	碳棒表面有大量气泡产生，铁丝外围包裹一层白色絮状沉淀，2min后表层变为褐色。
ⅵ	8V	煮沸冷却的3 mol/L Na2SO4溶液	碳棒表面迅速产生大量气泡，铁丝表面有气泡，1min后外围包裹一层白色絮状沉淀，2min后变绿，溶液中有红褐色悬浮物。

①实验ⅵ中白色絮状沉淀变为红褐色的反应化学方程式是__________。

②由此确定实验ⅰ中溶液变黄的原因是__________。

（4）综合上述实验，当铁为阳极时，影响电解过程中的阳极电极产物的因素有__________。

Answer 1

【答案】 H2 4OH--4e-=2H2O+O2↑或 2H2O-4e-=4H++O2↑ 取少量铁丝附近棕色溶液于试管中,滴加淀粉溶液,变为蓝色,说明该溶液含有I2 相同条件下，还原性I-强于Fe，先放电 Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 溶液中溶解的氧气将Fe2+氧化成了Fe3+ 电极材料、电解电压、电解液中阴离子的种类（还原性）及氢氧根浓度、溶解氧气等 （其他合理答案也可）

【解析】(1)①实验ⅰ中，铁为阳极，碳棒为阴极，阳极铁溶解，阴极上溶液中的氢离子放电生成氢气，故答案为：H2；

②实验ⅲ中铁为阳极，碳棒为阴极，阳极铁溶解，同时溶液中的氢氧根离子在阳极上放电生成氧气，生成气体的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，故答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；

③在实验ⅱ中，为验证铁丝电极的产物，取少量铁丝附近棕色溶液于试管中，滴加2滴K3Fe(CN)6溶液，无明显变化，说明没有生成亚铁离子；另取少量铁丝附近棕色溶液检验发现溶液中有I2，可以使用淀粉溶液检验；对比实验ⅰ、ⅱ、ⅲ可知，相同条件下，还原性I-强于Fe，先放电，故答案为：取少量铁丝附近棕色溶液于试管中,滴加淀粉溶液,变为蓝色,说明该溶液含有I2；相同条件下，还原性I-强于Fe，先放电；

(2)根据实验现象可知，阳极铁溶解生成了FeO42-，电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O，故答案为：Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O；

(3)①实验ⅵ中白色絮状沉淀为氢氧化亚铁，氢氧化亚铁容易被氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，故答案为：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3；

②根据实验现象，阳极铁溶解后生成亚铁离子，溶液中溶解的氧气将Fe2+氧化成了Fe3+，使溶液变黄，故答案为：溶液中溶解的氧气将Fe2+氧化成了Fe3+；

(4)综合上述实验，当铁为阳极时，影响电解过程中的阳极电极产物的因素有电极材料、电解电压、电解液中阴离子的种类(还原性)及氢氧根浓度、溶解氧气等，故答案为：电极材料、电解电压、电解液中阴离子的种类(还原性)及氢氧根浓度、溶解氧气等。