Question

【題目】某化學興趣小組用如圖所示裝置進行電化學原理的實驗探究，冋答下列問題：

(1)通入O2的Pt電極為電池的_____（填“正極”或“負極”），電極反應式為_____。

(2)若B電池為電鍍池，目的是在某鍍件上鍍一層銀，則X電極材料為_____（填“鍍件”或“銀”）。

(3)若B電池的電解質溶液為500mL1.0molL﹣1的NaCl溶液（滴有少量紫色石蕊試液），X、Y皆為惰性電極，電池工作過程中發現X極溶液先變紅后局部褪色，解釋原因_____。當電池工作一段時間后斷開K，Y極共收集到560mL氣體（標準狀況），此時B池中溶液的pH＝_____（假設溶液體積不變），轉移電子的數目為_____。

Answer 1

【答案】正極 O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣ 銀 X電極產生的Cl2與水反應產生的HCl和HClO使溶液顯酸性，同時HClO有漂白性 13 0.05NA

【解析】

在如圖所示的裝置中，A裝置是燃料電池，A裝置通入H2的電極為負極，通入O2的電極為正極；B裝置是電解池，X與電源的正極相連，是陽極發生氧化反應，Y與電源的負極相連，是陰極發生還原反應。

(1) 在如圖所示的裝置中，A裝置是燃料電池， B裝置是電解池，其中對于A裝置來說，通入O2的電極為正極，正極得到電子，發生還原反應，電極方程式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－；

(2) X與電源的正極相連，是陽極發生氧化反應，所以X電極材料為銀；

(3) X是陽極，發生反應：2Cl--2e-=Cl2↑，Cl2與水反應產生的HCl和HClO，使溶液顯酸性石蕊變紅，同時HClO有強氧化性使紅色褪去，所以原因為：X電極產生的Cl2與水反應產生的HCl和HClO使溶液顯酸性，同時HClO有漂白性；Y極生成氫氣，n(H2)= =0.025mol，根據電解總反應方程式：2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH可知：每產生1mol氫氣，會同時產生2molNaOH，由于n(H2)=0.025mol，所以n(NaOH)=2×0.025mol=0.05mol，溶液的體積是500 mL，則c(NaOH)==0.1mol/L，所以pH=13；根據反應方程式生成的Cl2為0.025mol，結合2Cl--2e-=Cl2↑，則轉移電子為2×0.025mol=0.05mol，數目為0.05NA。