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有关电解铁的一些问题

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试过电解铁的吧友应该知道电解铁主要有两个难点,一个是溶液氧化,另一个是产物疏松易氧化。在这里我打算做一篇关于自己电解铁经验的分享。如果有错误欢迎指出。
小晶体电解铁镇楼


IP属地:浙江来自Android客户端1楼2024-12-20 07:42回复
    首先是如何防止溶液氧化。电解铁过程中溶液的氧化主要和阳极有关,亚铁离子会在阳极放电变成铁离子。另外我们都知道铁离子会和铁单质归中生成亚铁离子。依照这个原理我设计了如下的装置。


    IP属地:浙江来自Android客户端2楼2024-12-20 07:50
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      阳极区和阴极区中间用带孔的隔板分隔,阳极区用纯铁(像图二这种)填满,同时里面插一根碳棒用于导电。这样大多数被氧化的铁离子可以马上被铁还原为亚铁,从而减少了溶液的氧化。另外在电解时顶上需要有一个盖子,并用胶带封住开口,减少氧气的进入。
      该方法经过实测效果不错(电解过程中用滴管吸取电解液可以看到明显的淡绿色),但由于溶液pH会稳定在4~6之间,一些未被及时还原的铁离子还是会水解附着在容器表面,让容器看起来脏脏的。



      IP属地:浙江来自Android客户端3楼2024-12-20 08:07
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        另外是电解液相关的问题,由于铁与亚铁离子的特性,pH过低时阴极会析氢导致阴极铁不析出或者呈现疏松多孔的结构,pH过高时亚铁离子容易氧化而且铁离子会水解导致溶液显得很脏。我个人认为pH低一点好,电解过程中阴极析氢会导致溶液pH逐渐升高,而这会导致氢离子放电能力的减弱,另外阳极铁的放电也会增加溶液中亚铁离子的浓度从而提高其的在阴极放电能力。当溶液pH处于4~6之间时这个过程会趋于平衡,阴极就可以稳定析出铁单质了。


        IP属地:浙江来自Android客户端4楼2024-12-20 08:27
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          然后是溶液成分与阴极铁的关系,我尝试过三种溶液分别是硫酸亚铁、硫酸亚铁+硫酸锌,硫酸亚铁+EDTA。这三种溶液电解产物的性状均不相同


          IP属地:浙江来自Android客户端5楼2024-12-20 08:35
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            先是硫酸亚铁溶液的电解,我图片找不到了就大概描述一下,阴极析出的铁表面是略粗糙的,和下图的电解铜有点像


            IP属地:浙江来自Android客户端6楼2024-12-20 08:53
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              然后是硫酸亚铁+硫酸锌。一开始我是将70g七水硫酸亚铁和30g七水硫酸锌溶解在200mL水中,用40mA电流电解,产物出现了少量的极小晶体的


              IP属地:浙江来自Android客户端7楼2024-12-20 09:22
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                之后我用300mA的大电流电解,产物出现了大量的分枝,同时出现了光滑的铁瘤


                IP属地:浙江来自Android客户端8楼2024-12-20 09:24
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                  然后是100mA电解,这次的产物表面密集的布满了小晶体



                  IP属地:浙江来自Android客户端9楼2024-12-20 09:28
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                    我又用100mA电流电解了第二次,这次的产物十分出乎我的意料,出现了大约0.5mm左右的“大”晶体,最大的达到了1mm。这说明溶液里的Zn离子对阴极铁的形态可能有一定的影响







                    IP属地:浙江来自Android客户端10楼2024-12-20 09:31
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                      另外我观察了这次的晶体分布情况,发现几乎所有晶体都聚集在阴极铁的上部(底部是光滑的瘤子),而且晶体大小和晶体密度呈负相关,我推测是由于铁离子水解产生的氧化物沉积在了阴极铁的上表面,导致亚铁离子只能聚集在一处放电,使得该处的晶体比其他地方大


                      IP属地:浙江来自Android客户端11楼2024-12-20 09:49
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                        再然后我使用了硫酸亚铁+EDTA的溶液,由于记数据的本子找不到了,所以没有具体数据,但从不同配比的溶液看电解产物都是光滑的瘤子,就是瘤子的大小有一点不同。


                        IP属地:浙江来自Android客户端12楼2024-12-20 09:55
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                          建议电解醋酸亚铁溶液,PH不会太低,会更接近中性


                          IP属地:吉林来自Android客户端13楼2024-12-20 09:56
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                            我用100mA的电流电解,产物是一些的比较黑的瘤子,整体较为致密,但瘤子顶端(处于阴极下部)仍存在一些小气孔




                            IP属地:浙江来自Android客户端14楼2024-12-20 10:48
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                              另外我使用了大电流(应该是200~300mA),产物没有小气孔,相比之前更光亮了




                              IP属地:浙江来自Android客户端15楼2024-12-20 10:58
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