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)，U形管________(填“左”或“右”)邊的溶液變紅。

（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，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。下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112 mL氣體時，通過陽離子交換膜的離子物質的量為________。

Answer 1

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

【解析】

（1）根據圖1中電子移動的方向，推出右端的電極為陰極，左端的電極為陽極，右端電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，氣球b收集的氣體為H2，酚酞遇堿變紅，即右邊溶液變紅；

（2）“84”消毒液的有效成分是NaClO，圖2是制作消毒液發生器，陽極上Cl－生成Cl2，陰極上H2O得電子轉化成H2和OH－，為了使反應更充分，下邊電極生成氯氣，上邊電極有NaOH生成，則c為負極，該反應器的總離子方程式為Cl－＋H2OClO－＋H2↑；

（3）①根據Na＋移動的方向，左邊電極為陽極，右邊電極為陰極，左邊電極生成ClO2，即左邊電極反應式為Cl－＋2H2O－5e－=ClO2↑＋4H＋；

②右邊電極為陰極，其電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，產生112mL的H2，轉移電子物質的量為112×10－3×2/22.4mol=0.01mol，右側產生0.01molOH－，通過陽離子交換膜0.01mol離子。