电解硫酸亚铁阴极产生铁单质,也就是电解铁
2H2O+FeSO4=通电=H2SO4+Fe+O2↑
不能,因为阴极离子的放电顺序即氧化性是:Fe3+>H+>Fe2+,在水溶液中只能生成二价铁离子,把三价铁全部生成二价铁之后再电解就该电解氢离子生成氢气了
在用铅做电极的情况下只能产生氢气,铁不会被析出。
如果是标准状态下,即亚铁的物质的量浓度1mol/L,氢离子物质的量浓度1mol/L,且不考虑电极的析氢过电位,此时φθ(H+/H2)=0.000V,φθ(Fe2+/Fe)=-0.44V,φθ(H+/H2)>φθ(Fe2+/Fe),阴极以H+得到电子生成氢气的反应为主。
如果是10%的硫酸亚铁溶液,pH约为3.7,采用石墨电极,电流密度为1A/dm2,此电流密度下石墨电极的析氢过电位为0.78V
亚铁的物质的量浓度 = 0.36mol/L
氢离子物质的量浓度= 1.995*10-4mol/L
φ(H+/H2)=φθ(H+/H2)+0.05916/2*lg(1.995*10-4)2
=0+0.02958*(-7.400) = -0.2189V
φ(Fe2+/Fe)=φθ(Fe2+/Fe)+0.05916/2*lg0.36
=-0.44+0.02958*(-0.4437) = -0.5712V
φFe析 ≈φ(Fe2+/Fe)= -0.5712(析出金属的过电位很小,可忽略)
φH2析 =φ(H+/H2)-η过 = -0.2189-0.78 = -0.9989V
φFe析>φH2析,两者相差0.4277V,因此在此条件下(10%的硫酸亚铁溶液,pH约为3.7,采用石墨电极,电流密度为1A/dm2),阴极应该以Fe2+得电子生成铁的反应为主。