由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液
问:由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液
来自河南省漯河市的网友山凌兰的解答:
没有图,只好跟着感觉走了,假定a指的是阳极。还要假定不考虑超电压的影响。还要假定不是竞赛题水平。
1。 Fe, Fe = Fe(2+) + 2e;阳极上或者阳极附近产生Fe2+。如果没有其它反应变化,Fe2+由于带正电,会向阴极移动,可以认为是Fe2+自身期待在阴极放电(得电子被还原),从而形成循环电流,完成电解的另一半反应。
Fe2+能不能成功在阳极放电,取决于是否有竞争对手或者说“小三”的存在。如果溶液中有更牛的Cu2+或者Ag+,甚至H+(总之比Fe2+更容易被还原的东东),Fe2+就得靠边站了。
2。 NaOH,因为OH-会在阳极附近富集。所以一旦在阳极上生成Fe2+,马上反应成为Fe(OH)2。
NaCl,因为在阴极上有 2H2O + 2e = H2 + 2OH-,所以在阴极附近产生了OH-,而由于带负电,OH-会向阳极迁移。而在(1)中,我们已经知道Fe2+向阴极游过来了,所以两个会在两电极的中间相遇而成Fe(OH)2。
CuCl2,则Cu2+在阴极被还原,不会产生OH-,也就没有Fe(OH)2了,只有FeCl2。
H2O由于导电性太差,一般不单独作为电解液。
3。既然Fe(OH)2这么怕氧,那么除氧有三种常见办法:把已存在的氧气要么预先反应掉要么赶走;同时阻止外边的氧气跑进来;用惰性气体(一般氮气或者氩气)充满体系使得氧气无立锥之地。
苯的作用就是隔绝空气,阻止外来的氧气氧化Fe(OH)2,而且苯的密度小,不溶于水,所以会漂在水溶液表面形成一层。
就是苯的毒性大了些。
显然加热的目的是赶走水溶液中溶解的氧气(一般而言,温度越高,气体的溶解度越小。物理过程)。
4。感觉B和C都可以。如果是单选题,就选C吧。
B的电压增高,可以导致Fe2+和OH-移动速度的加快;C呢,其实就是缩短鹊桥的长度。
所以B/C都可以。5。这个比较难。但稳妥地答法似乎是:电极之间的白色沉淀会消失。
在此题的情况下,Na2SO4和NaCl溶液作为电解质是一样,总之是它们的这些离子不参与电极反应,阳极铁棒中的Fe被氧化,阴极放氢气产生OH-,结果Fe(OH)2在电极之间产生。
现
在如果电极反转,在现在的阳极的那一端,SO4(2-)和OH-(少量,主要来自于Fe(OH)2电离)还有H2O在“开会”谁来放电的问题呢。结果是倒霉的OH-被氧化, 4OH- - 4e = 2H2O +
O2。单从这点考虑,由于OH-的消耗,会导致更多的Fe(OH)2溶解和电离(勒沙特列原理),最终白色沉淀消失。
但我不太明白阴极的反应情况。试分析如下,铁棒现在成为了阴极,周围聚集着Na+和Fe2+(少量,溶解的Fe(OH)2是完全电离的,尽管其溶度积比较小)还有H2O。谁放电呢?
如果是Fe2+被还原,那么明显现象就一定是白色沉淀消失。虽然铁棒增重,但不是明显现象。
如果是水放电,被还原产生氢气和OH-,由于有Fe2+的存在,于是马上在电极的周围产生白色沉淀。那么明显现象就是在电极之间的白色沉淀消失/转移到现在的阴极周围。
如果考虑溶度积Ksp和标准电极电势E,就需要计算Fe2+和H+的浓度,从而得到此种状况(非标准状态)下的两个离子的电极电势,那就是绝对的化学竞赛水平了。
请高手明示。
Ksp Fe(OH)2 = 8 x 10 exp (-15) 哈哈,真是个好计算的数。