【实验】电解氯化亚铁溶液
polestar10吧
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polestar10 楼主
挺经常有人问电解氯化亚铁溶液,自己之前没有做过,只根据原理推导,现在补做实验。
实验目的:探究电解氯化亚铁溶液的产物(也可以说想看冒个泡)
实验药品:
各浓度氯化亚铁溶液、盐酸、KSCN、淀粉碘化钾试纸等
实验仪器:
石墨电极、铜电极、dp酸度计、演示电源等
下图,从左到右分别是石墨电极、铜电极、锌电极、锌电极。
酸度计是新的,还没拆包。
堆放在保管室已经好多年了,如果不是我无意问了一下,估计会一直在保管室,不见天日。
2014年06月02日 01点06分 1
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polestar10 楼主
1、石墨阳极、石墨阴极、电压1.5V、电解1mol/LFeCl2溶液,PH为4.91。
阳极:始终没有气泡产生,湿润淀粉碘化钾试纸始终不变色。长时间电解后,电极附近溶液变浑浊、颜色为黄绿色,。取阳极附近溶液,于试管,滴加KSCN,不变色,但是加少量盐酸酸化后,变红。电解结束,提起石墨电极时,可以看到少量红褐色沉淀附在电极上。
阴极:始终没有气泡产生。电极上有银白色(其实我更喜欢用银灰色)有金属光泽固体析出,该物质用盐酸浸泡,能产生气泡。取电极附近溶液,滴加KSCN,无现象,酸化,也没有变化。
用铜电极替换石墨阴极,现象基本一样。但石墨是圆柱状电极,铜是片状的,因此铜阴极正面(正对阳极那一面)才有完整镀层,背面几乎没有镀层。
正面
背面
2014年06月02日 01点06分 2
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polestar10 楼主
2、加盐酸酸化1mol/LFeCl2溶液,改变PH,进行电解,对比现象。
选择石墨阳极,铜阴极,电压1.5V。
PH分别为:4.91、2.30、—0.43
阴极:-0.43时,阴极有少量气泡产生,但铁很难镀上;2.30和4.91时,阴极均无气泡产生。
4.91时,阴极无法用KSCN检出Fe3+;2.30和-0.43时,取阴极液,滴加KSCN,均变红。(微红)
阳极:PH越低,越难出现浑浊,颜色也变得比较不明显。但是,PH越低,越容易用KSCN检出Fe3+。(可以不加盐酸)仍然没有检出氯气。
补充:实验前的电解质溶液,均用KSCN和盐酸检验过,不含Fe3+。(亚铁氰化钾不见了,所以只能用KSCN)
2014年06月02日 01点06分 3
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polestar10 楼主
3、改变电压,1.5V、3V、4.5V、6V。(大于等于9V时,电源跳闸。)
浓度1mol/L,PH约为3~4区间(4次),石墨阳极,铜阴极。
电压越大,速率越快,副反应也越多。
阳极:4.5V时,才能观察到湿润淀粉碘化钾试纸轻微变蓝(长时间放置),6V时,可以明显观察到变蓝。其他现象相同,只是速率问题。
阴极:3V时,即可观察到非常少量气泡附在铜电极水线附近,主现象仍是电镀;4.5V时,少量气泡;6V有气泡冒出,相对量多。其他现象相同,只是速率问题。值得一提的是,1.5V,镀上一层明显的铁起码要1min以上,4.5V和6V几乎是瞬间出现完整镀层,放进去,立刻去除,就可以看见银白色金属光之镀层。
2014年06月02日 01点06分 4
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polestar10 楼主
实验操作部分结束。
实验分析:
一般情况下,电解FeCl2稀溶液(0.1~2mol/L),现象主要是:阳极亚铁被氧化成三价,阴极是亚铁被还原为铁。使用铂或铂黑电极做阴极,可能可以得到氢气。其他电极氢超电势比较大,因此,阴极主要是亚铁离子放电。
选择低电压(小于等于3V,但这个提法很不准确,因为副反应其实应该看电流的),能降低观察到副反应的可能性。
PH降低,在阳极会影响到三价铁的存在状态,并可能会影响到Fe3+的迁移。对阴极得影响,主要是增加了产生氢气的可能性。
2014年06月02日 01点06分 5
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polestar10 楼主
增补重点,阳极反应机理,氯气是否放电,亚铁是否能在电极上放电?
2014年06月03日 17点06分 6
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polestar10 楼主
亚铁离子氧化成铁离子的阳极过程应该是什么样子的呢?
2014年06月06日 00点06分 7
根据循环伏安图,是一个比较标准的可逆电极,因此低压时是不需要催化剂的。
2014年06月09日 23点06分
按双电层理论,石墨阳极表面吸附氯离子,氢氧根之类的阴离子,阳离子则在更外围一点的扩散层。但亚铁可以水解,降低正电荷数,换取靠近电极的机会,直到吸附在电极表面。
2014年06月10日 15点06分
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polestar10 楼主
有文献称,电解硫酸亚铁溶液,阳极剧烈冒泡。。。估计电压太高了吧?按她的说法,亚铁是间接被氧化。
2014年06月06日 16点06分 8
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polestar10 楼主
准备paper,这是不错的题目。
2014年06月12日 11点06分 9
两天时间就处于外审状态,果然速度很快!
2014年06月15日 05点06分
level 7
最近在初步研究超电势 ,就搜到这个帖子了[真棒]
2014年06月12日 14点06分 10
亚铁本来就比Cl-先放电,氢超电势是非常常见的例子。这个实验所列举的高电压(电流密度),极化,超电势提高,引发副反应,不算罕见,基本电解实验都这样。
2014年06月12日 15点06分
回复 polestar10 :嗯哼
2014年06月12日 15点06分
level 1
不知道楼主还能不能看到回复,如果能我有一个问题想请教,为什么电解氯化铟时阴极上只有气泡看不到金属析出?
2018年04月11日 11点04分 11
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