Question

       某課外活動小組設(shè)計了如圖所示裝置，調(diào)節(jié)滑動變阻器，在電流強度適中的情況下用其進行緩慢電解NaCl溶液及相關(guān)實驗(此時，打開止水夾a，關(guān)閉止水夾b)。由于粗心，實驗并未達到預(yù)期目的，但也看到了令人高興的現(xiàn)象。請幫助他們分析并回答下列問題(圖中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過)：

(1)寫出B裝置中的電極反應(yīng)式：

Pt極____________________________________________________________________；

Fe極____________________________________________________________________。

(2)寫出觀察到的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，打開止水夾b，再觀察C裝置。若無現(xiàn)象，說明理由；若有現(xiàn)象，請寫出有關(guān)反應(yīng)方程式__________________________

________________________________________________________________________。

(4)若想達到電解NaCl溶液的目的，應(yīng)如何改進裝置，請?zhí)岢瞿愕囊庖奯_______________________________________________________________________。

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極為陽極，屬活潑電極，故電極反應(yīng)式為Fe－2e^－===Fe^2＋。(2)打開止水夾a、關(guān)閉止水夾b時，生成的氫氣進入燒瓶，壓強增大，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始溶解，引起A裝置燒杯中的H₂O倒吸進燒瓶產(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、打開止水夾b，Pt極產(chǎn)生的氫氣，會將電解質(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。