Question

【題目】知識的梳理和感悟是有效學習的方法之一。某學習小組將有關“電解飽和食鹽水”的相關內容進行梳理，形成如下問題(顯示的電極均為石墨)。

（1）圖1中，電解一段時間后，氣球b中的氣體是___(填化學式)。

（2）利用圖2制作一種環保型消毒液發生器，電解可制備“84”消毒液的有效成分NaClO，則c為電源的__極；該發生器中反應的總離子方程式為__。

（3）二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體，是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。如圖是目前已開發出用電解法制取ClO2的新工藝。

①陽極產生ClO2的電極反應式：__。

②當陰極產生標準狀況下112mL氣體時，通過陽離子交換膜離子的物質的量為___。

（4）裝置2中左池為氯化鐵溶液，右池為硫酸銅溶液，一段時間后右池溶液中c（Cu2+）__(填“增大”、“減小”或“不變”)，若該裝置的鹽橋中盛裝的是NH4NO3的瓊脂溶液，則鹽橋中的__離子（填“NH4+”或“NO3－”）向氯化鐵溶液遷移。

Answer 1

【答案】H2 負 Cl－＋H2OClO－＋H2↑ Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋ 0.01mol 增大 NH4+

【解析】

(1)圖1中，根據電子流向知，左邊電極是電解池陽極、右邊電極是電解池陰極，陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣，所以a氣球中氣體是氯氣、b氣球中的氣體是氫氣，同時陰極附近有NaOH生成，溶液呈堿性，無色酚酞遇堿變紅色；

(2)利用圖2制作一種環保型消毒液發生器，陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣同時陰極有NaOH生成，氯氣和氫氧化鈉反應生成NaClO，次氯酸鈉具有與漂白性，為了使反應更充分，則下邊電極生成氯氣、上邊電極附近有NaOH生成；

(3)由題意可知，氯離子放電生成ClO2，由元素守恒可知，有水參加反應，同時生成氫離子。

(1)圖1中，根據電子流向知，左邊電極是電解池陽極、右邊電極是電解池陰極，陽極上氯離子放電生成氯氣，左邊電極附近現象有黃綠色氣體生成，陰極上氫離子放電生成氫氣，所以a氣球中氣體是氯氣、b氣球中的氣體是氫氣，同時陰極附近有NaOH生成，溶液呈堿性，無色酚酞遇堿變紅色，所以U形管右邊溶液變紅色，

故答案為H2;

(2)利用圖2制作一種環保型消毒液發生器，陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣同時陰極有NaOH生成，氯氣和氫氧化鈉反應生成NaClO，次氯酸鈉具有與漂白性，為了使反應更充分，則下邊電極生成氯氣、上邊電極附近有NaOH生成，上邊電極生成氫氣，為陰極，則c為負極、d為正極；其電池反應式為Cl－＋H2OClO－＋H2↑故答案為：負；Cl－＋H2OClO－＋H2↑；
(3) ①由題意可知，氯離子放電生成ClO2，由元素守恒可知，有水參加反應，同時生成氫離子，電極反應式為Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋，在陰極發生2H++2e=H2↑，

故答案為：Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋。

②，2H++2e=H2↑生成氫氣物質的量為：112×10-3L÷22.4L/mol=0.005mol，通過陽離子交換膜的離子為+1價的離子，故通過陽離子交換膜的離子物質的量為0.01mol；

(4)原電池的原理是2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,負極銅單質失去電子變成銅離子，故右池溶液中c（Cu2+）增大；在原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負極，盛放氯化鐵溶液的是正極，故NH4+移向氯化鐵溶液；

故答案是：增大；NH4+。