Question

       某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如圖所示裝置，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，在電流強(qiáng)度適中的情況下用其進(jìn)行緩慢電解NaCl溶液及相關(guān)實(shí)驗(yàn)(此時(shí)，打開(kāi)止水夾a，關(guān)閉止水夾b)。由于粗心，實(shí)驗(yàn)并未達(dá)到預(yù)期目的，但也看到了令人高興的現(xiàn)象。請(qǐng)幫助他們分析并回答下列問(wèn)題(圖中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò))：

(1)寫(xiě)出B裝置中的電極反應(yīng)式：

Pt極____________________________________________________________________；

Fe極____________________________________________________________________。

(2)寫(xiě)出觀察到的A裝置中的現(xiàn)象：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________。

(3)當(dāng)觀察到A裝置中的現(xiàn)象后，他們關(guān)閉止水夾a，打開(kāi)止水夾b，再觀察C裝置。若無(wú)現(xiàn)象，說(shuō)明理由；若有現(xiàn)象，請(qǐng)寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)方程式__________________________

________________________________________________________________________。

(4)若想達(dá)到電解NaCl溶液的目的，應(yīng)如何改進(jìn)裝置，請(qǐng)?zhí)岢瞿愕囊庖?jiàn)________________________________________________________________________。

Answer 1

答案　(1)2H^＋＋2e^－===H₂↑(或2H₂O＋2e^－===2OH^－＋H₂↑)　Fe－2e^－===Fe^2＋

(2)①A裝置燒杯中的H₂O倒吸進(jìn)燒瓶并產(chǎn)生紅色噴泉�、跓�瓶中液面上升到高于左側(cè)導(dǎo)管口一定程度后又逐漸下落至與導(dǎo)管口相平�、圩詈鬅�杯中溶液呈紅色，導(dǎo)管口有氣泡逸出

(3)Fe^2＋＋2OH^－===Fe(OH)₂↓，4Fe(OH)₂＋2H₂O＋O₂===4Fe(OH)₃[或4Fe^2＋＋8OH^－＋2H₂O＋O₂===4Fe(OH)₃↓]

(4)把Fe電極換成C、Pt等惰性電極(或?qū)⒀b置中兩電極調(diào)換位置等)

解析　(1)據(jù)圖知，Pt極是陰極，氫離子放電生成氫氣，故電極反應(yīng)式為2H^＋＋2e^－===H₂↑(或?qū)懗?H₂O＋2e^－===2OH^－＋H₂↑)；Fe極為陽(yáng)極，屬活潑電極，故電極反應(yīng)式為Fe－2e^－===Fe^2＋。(2)打開(kāi)止水夾a、關(guān)閉止水夾b時(shí)，生成的氫氣進(jìn)入燒瓶，壓強(qiáng)增大，將氨氣壓出，氨氣將導(dǎo)管內(nèi)空氣排出后，與燒杯中水接觸而開(kāi)始溶解，引起A裝置燒杯中的H₂O倒吸進(jìn)燒瓶產(chǎn)生紅色噴泉；但由于氫氣不溶于水，故燒瓶中液面上升到高于左側(cè)導(dǎo)管口一定程度后又逐漸下落至導(dǎo)管口相平；最終燒杯中溶液呈紅色，導(dǎo)管口有氣泡(氫氣)逸出。(3)關(guān)閉止水夾a、打開(kāi)止水夾b，Pt極產(chǎn)生的氫氣，會(huì)將電解質(zhì)溶液壓入燒杯C中，發(fā)生反應(yīng)：Fe^2＋＋2OH^－===Fe(OH)₂↓，4Fe(OH)₂＋2H₂O＋O₂===4Fe(OH)₃[或4Fe^2＋＋8OH^－＋2H₂O＋O₂===4Fe(OH)₃↓]。(4)若想達(dá)到電解NaCl溶液的目的，應(yīng)把Fe電極換成C、Pt等惰性電極或?qū)⒀b置中兩電極調(diào)換位置等。