Question

已知與外加電源正極相連的電極為電解池的陽極，與外加電源負極相連的電極為電解池的陰極，在以石墨為電極電解時，電解質溶液中的陰離子在陽極發生氧化反應，電解質溶液中的陽離子在陰極發生還原反應，又知陽離子得電子的能力與其對應金屬的金屬活動性順序相反（注意：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺），陰離子失電子的能力為S^2-＞I^-＞Br^-＞Cl^-＞OH^-＞含氧酸根離子＞F^-．如圖所示：以石墨為電極電解A的水溶液，并做下面一系列實驗，試根據實驗現象完成下列問題．電解質A的水溶液焰色反應呈淺紫色．


（1）寫出A的化學式為______，E的名稱為______．
（2）I與F作用的離子方程式是______
（3）G加入L后產生的白色沉淀到生成紅褐色沉淀H的化學方程式：______
（4）用兩個最直接的離子方程式來證明Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺的氧化性強弱順序是Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺
①______，②______．

Answer 1

電解質A的水溶液焰色反應呈淺紫色，由此可知電解質A含有鉀元素；二價鐵離子顯淺綠色，所以G含二價鐵離子，G和L反應生成H，根據實驗現象知，H 是氫氧化鐵，所以溶液L含氫氧根離子，即電解A后，電解液中含有氫氧根離子；C和G反應生成I，I和硫氰化鉀反應生成紅色溶液K，三價鐵離子顯黃色，所以I含三價鐵離子，二價鐵離子和C反應生成三價鐵離子，所以C是氯氣，I是氯化鐵溶液，G是氯化亞鐵溶液，所以A是氯化鉀；電解氯化鉀溶液時，生成物是氯氣、氫氣和氫氧化鉀，所以B是氫氣，L是氫氧化鉀溶液；B和C光照生成D，氫氣和氯氣光照生成氯化氫，所以D是氯化氫；氯化氫溶于水得鹽酸，鹽酸和硝酸銀反應生成白色沉淀氯化銀，所以M是氯化銀；黑色固體E和鹽酸反應生成硫化亞鐵和氣體F，F和氯化鐵反應生成淡黃色沉淀J，淡黃色固體有過氧化鈉、硫、和溴化銀；過氧化鈉在溶液中不存在，所以不是過氧化鈉，氯化鐵和氣體不能生成溴化銀，所以淡黃色沉淀是硫，黑色固體是硫化亞鐵，氣體F是硫化氫氣體．
（1）通過以上分析知，A為KCl；E是硫化亞鐵．
故答案為：A：KCl  E：硫化亞鐵．
（2）通過以上分析知，I是氯化鐵溶液，F是硫化氫，氯化鐵有氧化性，硫化氫有還原性，所以氯化鐵和硫化氫能發生氧化還原反應生成氯化亞鐵和硫單質、鹽酸，離子方程式為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．
故答案為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．
（3）通過以上分析知，G是氯化亞鐵溶液，L是氫氧化鉀溶液，氯化亞鐵和氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩定，能被空氣中的氧氣氧化生成氫氧化鐵，反應方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃ ．
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃ ．
（4）因為Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺的氧化性強弱順序是Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，所以只要在同一反應方程式中Fe³⁺作氧化劑，
Cu²⁺作氧化產物即可證明三價鐵離子的氧化性大于銅離子的氧化性，2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；  在另一反應方程式中，銅離子作氧化劑，亞鐵離子作氧化產物即可證明銅離子的氧化性大于亞鐵離子的氧化性Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu．
故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu．