Question

(7分)實驗發現，298K時，在FeCl₃的酸性溶液中通入氫氣，Fe³⁺被還原成Fe²⁺離子的反應并不能發生，但在FeCl₃酸性溶液中加少量鋅粒后反應該立即進行。有人用“新生態”概念解釋此實驗現象，認為鋅與酸作用時產生的“新生態”氫原子H^*來不及結合成H₂即與FeCl₃作用，反應式為：Zn+2H⁺2H^*+Zn²⁺，H^*+FeCl₃FeCl₂+HCl。但這種解釋爭議頗多。有化學工作者指出，根據298K時兩電對的標準電極電勢E^$(Zn²⁺/Zn)＝－0.763V，

E^$ (Fe³⁺/Fe²⁺)=0.771V和設計下述原電池實驗即可判斷上述解釋正確與否：

在兩只燒杯中分別裝入ZnSO₄和FeCl₃溶液，再在ZnSO₄中插入鋅片，在FeCl₃中插入鉑片，并加數滴KSCN使溶液呈紅色，將兩極用鹽橋連接后，裝有FeCl₃溶液的燒杯中的紅色逐漸褪去。如果在FeCl₃溶液內加少量酸，褪色更快。請回答下列問題：

(1) 所設計的原電池符號是                                            ；

    (2) 該原電池的正極反應是                          ；

                負極反應是                          ；

    原電池的總反應是                                               。

(3) 上述關于“新生態”H^*的解釋是否正確        (填“是”或“否”)，理由是：

                                                                         。

(4) 說明加酸后褪色更快的原因：                                            。

Answer 1

(1)  ZnZn²⁺Fe³⁺，Fe²⁺Pt   (1分)

    (2)  Zn→Zn²⁺+2e   (1分)

        2Fe³⁺+2e→2Fe²⁺   (1分)

       Zn+2Fe³⁺2Fe²⁺+Zn²⁺  (1分)

    (3) 否(1分)。顯然在此實驗中沒有氫產生，Fe³⁺被還原是因為Zn生成Zn²⁺時放出的電子流入鉑電極，Fe³⁺在鉑電極上獲得電子被還原成Fe²⁺，這充分說明還原FeCl₃的是Zn，而不是“新生態”氫。(1分)

   (4) 因為Fe³⁺發生水解，形成還原速度較慢的Fe(OH)²⁺離子，加入酸則可抑制水解從而加快Fe³⁺的還原。  (1分)