Question

10．某研究小組利用鐵棒、碳棒為電極，NaCl溶液為電解液，對鐵棒發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正、負(fù)極產(chǎn)物進(jìn)行如下探究．
Ⅰ正極產(chǎn)物分析
（1）由于該腐蝕類型為吸氧腐蝕，所以碳棒表面電極反應(yīng)式是O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
Ⅱ負(fù)極產(chǎn)物探究
【查閱資料】
①K₃[Fe（CN）₆]（化學(xué)名稱：鐵氰化鉀）具有氧化性，其溶液在常溫下可氧化Na₂S溶液，KI溶液以及活潑金屬等；
②Fe²⁺與K₃[Fe（CN）₆]溶液反應(yīng)會生成藍(lán)色物質(zhì)，而Fe³⁺與K₃[Fe（CN）₆]溶液不會產(chǎn)生藍(lán)色物質(zhì)．
【實(shí)驗(yàn)探究】
（2）①甲同學(xué)在鐵電極處滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)有藍(lán)色物質(zhì)生成，認(rèn)為負(fù)極產(chǎn)物為Fe²⁺．
②乙同學(xué)向飽和Na₂S溶液中滴加0.1mol•L^-1K₃[Fe（CN）₆]溶液時(shí)，觀察到的現(xiàn)象是有黃色渾濁出現(xiàn)，在甲同學(xué)設(shè)計(jì)的方案中，藍(lán)色物質(zhì)的產(chǎn)生可能是由于鐵電極能直接和K₃[Fe（CN）₆]溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe²⁺，產(chǎn)生的Fe²⁺再與K₃[Fe（CN）₆]反應(yīng)生成藍(lán)色物質(zhì)．
③丙同學(xué)取2滴管0.1mol•L^-1K₃[Fe（CN）₆]溶液（用煮沸后的蒸餾水配制）于一支潔凈的試管中，并加入2mL左右的苯．將反復(fù)打磨過的鐵絲伸入到溶液中，立即觀察到有藍(lán)色物質(zhì)生成，即證明乙同學(xué)的預(yù)測是正確的．
（3）丙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中用煮沸后的蒸餾水配制K₃[Fe（CN）₆]溶液的目的是趕走溶解在溶液中的氧氣（或空氣）；鐵絲反復(fù)打磨的原因是除去表面的氧化膜．
（4）為證明鐵電極處有Fe²⁺生成，丙同學(xué)設(shè)計(jì)了將鐵電極處溶液取出少許后滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液檢驗(yàn)的方法，請你再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證有Fe²⁺生成．
限選試劑：0.1mol•L^-1KSCN溶液，0.1mol•L^-1FeCl₃溶液，苯，30%H₂O₂溶液

實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論（不要求寫具體操作過程）：

Answer 1

分析 （1）NaCl溶液為中性，發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e為負(fù)極，正極上氧氣得電子；
（2）②向飽和Na₂S溶液中滴加0.1mol•L^-1K₃[Fe（CN）₆]溶液時(shí)，由信息可知，發(fā)生氧化還原反應(yīng)；甲同學(xué)設(shè)計(jì)的方案中負(fù)極生成的Fe²⁺與K₃[Fe（CN）₆]溶液反應(yīng)會生成藍(lán)色物質(zhì)；
（3）用煮沸后的蒸餾水配制K₃[Fe（CN）₆]溶液，趕走溶解在溶液中的氧氣；鐵絲反復(fù)打磨除去表面的氧化膜；
（4）Fe²⁺具有還原性，結(jié)合鐵離子與KSCN溶液結(jié)合得到血紅色溶液可檢驗(yàn)．

解答 解：（1）NaCl溶液為中性，發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e為負(fù)極，正極上氧氣得電子，正極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：吸氧； O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）②向飽和Na₂S溶液中滴加0.1mol•L^-1K₃[Fe（CN）₆]溶液時(shí)，由信息可知，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S單質(zhì)，則觀察到的現(xiàn)象為有黃色渾濁出現(xiàn)；甲同學(xué)設(shè)計(jì)的方案中負(fù)極上Fe失去電子生成的Fe²⁺與K₃[Fe（CN）₆]溶液反應(yīng)會生成藍(lán)色物質(zhì)，也可能為鐵電極能直接和K₃[Fe（CN）₆]溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe²⁺，產(chǎn)生的Fe²⁺再與K₃[Fe（CN）₆]反應(yīng)生成藍(lán)色物質(zhì)，
故答案為：有黃色渾濁出現(xiàn)；鐵電極能直接和K₃[Fe（CN）₆]溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe²⁺，產(chǎn)生的Fe²⁺再與K₃[Fe（CN）₆]反應(yīng)生成藍(lán)色物質(zhì)；
（3）丙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中用煮沸后的蒸餾水配制K₃[Fe（CN）₆]溶液的目的是趕走溶解在溶液中的氧氣（或空氣）；鐵絲反復(fù)打磨的原因是除去表面的氧化膜，
故答案為：趕走溶解在溶液中的氧氣（或空氣）；除去表面的氧化膜；
（4）實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證有Fe²⁺生成，實(shí)驗(yàn)步驟和為取2mL左右的苯于試管中，從鐵電極處吸取少量待測液伸入苯層下方擠出，并依次加入0.1 mol•L^-1KSCN溶液、30%H₂O₂溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)論為若滴入KSCN溶液無紅色出現(xiàn)，滴入H₂O₂溶液后出現(xiàn)紅色，則證明鐵電極處產(chǎn)物為Fe²⁺，
故答案為：取2mL左右的苯于試管中，從鐵電極處吸取少量待測液伸入苯層下方擠出，并依次加入0.1 mol•L^-1KSCN溶液、30%H₂O₂溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，若滴入KSCN溶液無紅色出現(xiàn)，滴入H₂O₂溶液后出現(xiàn)紅色，則證明鐵電極處產(chǎn)物為Fe²⁺．

點(diǎn)評 本題考查以原電池原理考查物質(zhì)組成及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握電極反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)及離子檢驗(yàn)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意本題屬于開放性試題，能較好訓(xùn)練學(xué)生分析解答問題的能力，題目難度中等．