Question

請從圖中選用必要的裝置進行電解飽和食鹽水的實驗，要求測定產(chǎn)生的氫氣的體積（大于25mL），并檢驗氯氣的氧化性．

（1）A極發(fā)生的電極反應式是

 

；B極發(fā)生的電極反應式是

 

；電解飽和食鹽水的化學方程式是

 

．
（2）電源的M端應連接的電極為

 

（A或B）極．
（3）設計如圖氣體實驗裝置時，各接口的正確連接順序為：

 

（填接口編號）．
（4）實驗中，在盛有KI淀粉溶液的容器中發(fā)生反應的離子方程式為

 

．
（5）已知飽和食鹽水50mL，某時刻測得H₂體積為56mL（標準狀況）．此時溶液pH約為

 

．

Answer 1

考點：電解原理,性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題,電化學專題

分析：（1）要用鐵棒和碳棒作電解電解氯化鈉溶液制取氫氣，則鐵作陰極，碳棒作正極，陰極上氫離子放電生成氫氣，陽極上氯離子放電生成氯氣；
（2）電源負極接電解池的鐵棒、碳棒接電流計“-”端，“+”端接電源正極；
（3）用碘化鉀溶液檢驗氯氣的氧化性，用氫氧化鈉溶液處理氯氣的尾氣；用排水法收集氫氣，用50mL量筒盛放排出的水，注意導氣管遵循“長進短出”原則；
（4）氯氣具有強氧化性，能和碘離子發(fā)生置換反應；
（5）根據(jù)氫氣和氫氧化鈉的關系是計算氫氧化鈉的物質的量，再根據(jù)c=

n

V

計算氫氧化鈉濃度，再結合離子積常數(shù)計算氫離子濃度，從而得出溶液的pH．

解答： 解：（1）要用鐵棒和碳棒作電解電解氯化鈉溶液制取氫氣，則鐵作陰極，碳棒作正極，陰極鐵上氫離子得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為2H⁺+2e^-═H₂↑，陽極碳棒上氯離子失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，同時溶液中還產(chǎn)生氫氧化鈉，所以電池反應式為 2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）電源負極接電解池的鐵棒A、碳棒B接電流計“-”端，“+”端接電源正極M，故答案為：B；
（3）電解池左邊A導管口產(chǎn)生H₂，右邊B導管口產(chǎn)生Cl₂，以電解池為中心，相應裝置的作用：所以其連接順序是：H←F←G←A，B→D→E→C，
故答案為：H，F(xiàn)，G，A，B，D，E，C；
（4）氯氣具有強氧化性，能和碘離子發(fā)生置換反應生成氯離子和碘，離子反應方程式為Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂，故答案為：Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂；
（5）根據(jù)2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑中氫氧化鈉和氫氣的關系式知，n（NaOH）=

5.6×10-3L 22.4mol/L

1

×2=5.0×10^-3 mol，
根據(jù)原子守恒得n（OH^-）=5.0×10^-3 mol，c（OH^-）=

5.0×10-3mol

50×10-3L

=0.10 mol/L，c（H⁺）=

10-14

0.1

=10^-13 mol/L，pH=-lg10^-13=13，
故答案為：13．

點評：本題以電解原理為載體考查了氣體的制取、性質的檢驗等知識點，根據(jù)電解原理、物質的性質、物質間的關系等來分析解答即可，難點是儀器連接順序，根據(jù)氣體制取裝置→檢驗裝置→收集裝置→尾氣處理裝置來排序即可，難度中等．