电解FeCl2溶液阳极放电顺序

1惰性电极电解FeCl2溶液阳极放电顺序据中学化学所学的电解理论，有两种可能：1.电解池阳极发生的是氧化反应，当阳极为惰性电极时，溶液中的Fe2+离子的还原性比Cl-离子强，理论上应该Fe2+离子先失电子生成三价Fe3+离子。2.当阳极是惰性电极时，阴离子（Cl-、OH-）向阳极定向移动，阳离子（H+、Fe2+）向阴极定向移动，所以阳极就是Cl-离子放电。2013年天津高考理综试题第9小题中，考查了FeCl2溶液阳极放电的电极反应方程式，答案给出的为Fe2+放电.实际情况会怎样呢？为得到结论，我去实验室做了实验，实验现象如下：阳极（材料：石墨）溶液由浅绿色逐渐变为黄色，再出现红褐色胶状物质，随着时间的延长逐渐开始沉淀，没有出现气泡，湿润的淀粉KI试纸未出现蓝色。接着我对四种不同浓度氯化亚铁溶液进行惰性电极电解，结果几乎与上述相同，只是浓度不同时，出现明显现象的时间有所差异。“这一现象能否说明1的解释是正确的呢？”我有所顾虑，请教了同组的老师和各县市区的教研员，他们也没有十分的把握解释这一现象，然后，我又请教了大学老师，他们只能说没有产生氯气现象，可能是氯气产生后溶于水或者与亚铁离子反应，但也只是个人解释。因为我们的教材中电解是用“优先放电理论”解释的，且并未提及当惰性电极放电时，阳极就一定要阴离子放电、阴极就一定是阳离子放电。既然实验需要一定的知识才能开展研究，我更应该去查找理论支持。通过翻阅大量资料我了解到，最新的电解理论不是“优先放电理论”，而是“曹天叙电解理论”，它明确定义“电解质溶于水或熔化时，在直流电源的作用下，电解质的阳离子在阴极发生还原，电解质的阴离子在阳极发生氧化的过程叫电解”。1、电解任何一种电解质的水溶液和熔化液，都是电解质的阳离子在阴极发生还原，电解质的阴离子在阳级发生氧化，不因电解质离子的电极电势大小而改变，否定水的分子、离子在两极放电。2、电解任何一种电解质的水溶液和熔化液，都是电解质的阳离子在阴极发生还原，电解质的阴离子在阳极发生氧化，电解过程活性阳电极的溶解，而是电解质的阴离子在阳极放电后与活性阳电极反应生成金属盐而溶解的，不是活性阳电极本身放电溶解。3、电解电解质溶液时，如果有能在常温下与水反应的金属离子，在阴极放电后2便会与水反应产生氢，例如K、Na、Li、Ca等。在常温下不与水反应的金属离子在阴极放电后沉积金属单质。例如Cu、Zn、Cr、Ni、Cd、Fe等。4．电解任何一种电解质的水溶液，都是电解质的阳离子在阴极发生还原，电解质阴离子在阳极发生氧化，不因过电位高低而改变。5．电解任何一种电解质的水溶液，都是电解质的阳离子在阴极发生还原，电解质的阴离子在阳极发生氧化，不因电解质的离子浓度和电流高低而改变。6．如果加入的电解质是强酸与弱碱组成的盐，水解后生成弱碱与强酸，电解时强酸的阳离子在阴极发生还原，强酸的阴离子在阳极发生氧化。如果加入的电解质是强碱与弱酸组成的盐，水解后产生弱酸与强碱，电解时强碱阳离子在阴极发生还原，强碱阴离子在阳极发生氧化。由“曹天叙电解理论”，惰性电极电解FeCl2溶液阳极放电的应该是Cl-而非Fe2+,那为什么实验现象是Fe2+被氧化的现象呢？可能是生成的Cl2又被Fe2+还原为Cl-，Fe2+被氧化为Fe3+.电解的总结果表现为Fe2+被氧化。2014年北京高考命题专家通过实验探究给出了答案：这两种离子的放电顺序与电压有关。电压较大时有Cl2产生，说明电压较大时Cl－放电；电压较小时没有Cl2产生，说明在电压较小的时候，Cl－没有放电，即Fe2＋放电变为Fe3＋，因此，2013年天津高考理综试题第9小题中，若给出提示信息或画出有质子交换膜的电解槽会更好一些。附：1.（北京高考第28题）28．（15分）用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1mol/L的FeCl2溶液，研究废液再生机理。记录如下（a、b、c代表电压数值）：序号电压/V阳极现象检验阳极产物Ix≥a电极附近出现黄色，有气泡产生有Fe3+、有Cl2IIax≥b电极附近出现黄色，无气泡产生有Fe3+、无Cl2IIIbx0无明显变化无Fe3+、无Cl23（1）用KSCN检验出Fe3+的现象是_______________________。（2）I中，Fe3+产生的原因可能是Cl—在阳极放电，生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应：____________________________________________________。（3）由II推测，Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电，原因是Fe2+具有_________性。（4）II中虽未检验出Cl2，但Cl—在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：序号电压/V阳极现象检验阳极产物IVax≥c无明显变化有Cl2Vcx≥b无明显变化无Cl2①NaCl的浓度是_________mol/L②IV中检测Cl2的实验方法______________________________________________。③与II对比，得出的结论（写出两点）：_____________________________________________。【答案】（15分）（1）溶液变红（2）2Cl—-2e—=Cl2↑Cl2+2Fe2+=2Cl—+2Fe3+（3）还原（4）①0.2②取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝4③通过控制电压，证实了产生Fe3＋的两种原因都成立；通过控制电压，验证了Fe2＋先于Cl－放电2.（2013天津理综）9、FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。I.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：①检查装置的气密性；②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成④.。。。。。。。。⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封请回答下列问题：（1）装置A中反应的化学方程式为——————（2）第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A的右端。要使沉积得FeCl3进入收集器，第④步操作是——————（3）操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号）——5（4）装置B中的冷水作用为——————；装置C的名称为————；装置D中FeCl2全部反应完后，因为失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：——（5）在虚线框内画出尾气吸收装置E并注明试剂II.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。（6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为——————————————————（7）电解池中H+再阴极放电产生H2，阳极的电极反应为————————（8）综合分析实验II的两个反应，可知该实验有两个显著优点：①H2S的原子利用率100%；②——————————————————【解析】（1）A中反应的化学方程式（2）要使沉积的FeCl3进入收集器，根据FeCl3加热易升华的性质，第④的操作应该是：在沉积的的FeCl3固体下方加热。（3）为防止FeCl3潮解所采取的措施有②通入干燥的Cl2，⑤用干燥的N2赶尽Cl2，（4）B中的冷水作用为是冷却FeCl3使其沉积，便于收集产品；装置C的名称为干燥管，装置D中FeCl2全部反应完后，因为失去吸收Cl2的作用而失效，检验FeCl2是否失效就是检6（7）阳极的电极反应：（8）该实验的另一个优点是FeCl3可以循环利用。