Question

（2009?江門一模）某研究性學習小組設計了一個環保型消毒液發生器，如圖所示裝置，用一石墨作電極電解飽和NaCl溶液，請你完成以下實驗探究過程：
已知25℃H2CO3K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11、HClO  K=2.9×10^-8
（1）推斷電源電極名稱：a為

負

極，電解過程中，與電源正極相連的電極反應式為

2Cl^--2e^-=Cl₂↑

．與電源負極相連的電極附近溶液pH

升高

．（填“不變，“升高”或“降低”）
（2）產生消毒液過程的有關反應化學方程式：

2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O

．
（3）若要保存消毒液必須密封，原因是（用化學方程式表示）

NaClO+H₂O+CO₂=NaHCO₃+HClO

．
（4）有人認為該消毒液和“潔廁液”（含鹽酸）混合使用能增強清潔效果，你認為可行嗎？
為什么？

不行，因為二者混合后2HCl+NaClO=Cl₂↑+NaCl+H₂O

（5）對該消毒液對碳鋼制品是否有腐蝕作用進行探究．
僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、藥匙；光亮的鐵釘、
消毒液、酚酞試液、2mol/L鹽酸、lmol/L硫酸、2mol/L硝酸、20%KSCN溶液．

假設	實驗操作	預期現象	結論
①有明顯現象	用燒杯取少量消毒液，將一顆光亮的鐵釘放入燒杯，浸泡一段時間	鐵定表面出現鐵銹	鐵定被銹蝕
②無明顯現象，要進一步探究	用試管取少量（實驗①）浸泡后的溶液，滴加足量的1mol/L的硫酸酸化，再用滴管滴加幾滴20%的KSCN溶液	溶液不變色或溶液顯血紅色	鐵釘可能未被腐蝕也可能被腐蝕

Answer 1

分析：（1）電解池中，陽極是陰離子放電，陰極是陽離子放電，氯氣能和氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉，可以制得有較強殺菌能力的消毒液；
（2）根據電解原理書寫電解方程式；
（3）次氯酸鈉可以和碳酸反應生成次氯酸和碳酸氫鈉；
（4）次氯酸可以和鹽酸反應，發生的事氯元素的歸中反應；
（5）消毒液對碳鋼制品是否有腐蝕作用可以通過鐵定是否生銹或是否被氧化來判斷，三價鐵遇到KSCN顯紅色，鐵銹是紅褐色的物質．

解答：解：（1）電解氯化鈉溶液時，陽極是氯離子失電子生成氯氣的過程，陰極是氫離子的電子生成氫氣的過程，為使Cl₂被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，所以一定要讓氯氣在b電極產生，所以b電極是陽極，與電源正極相連，電極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，a電極是陰極，發生電極反應：2H⁺+2e^-=H₂↑，該極消耗氫離子，電極附近溶液pH升高，故答案為：負；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；升高；
（2）電解飽和食鹽水的原理方程式為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，生成的氯氣和氫氧化鈉反應可以制得消毒液，即2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O；
（3）次氯酸酸性弱于碳酸，次氯酸鈉可以和空氣中的二氧化碳反應生成碳酸氫鈉和次氯酸，
即NaClO+H₂O+CO₂=NaHCO₃+HClO，而導致漂白粉失效，故答案為：NaClO+H₂O+CO₂=NaHCO₃+HClO；
（4）次氯酸酸性弱于鹽酸，所以次氯酸鈉可以和鹽酸發生歸中反應生成氯氣，所以消毒液和“潔廁液”（含鹽酸）混合使用沒有清潔效果，故答案為：不行，因為二者混合后2HCl+NaClO=Cl₂↑+NaCl+H₂O；
（5）消毒液具有氧化性，可以將鐵釘氧化，但被氧化后會發現鐵釘生銹，生成的三價鐵離子能使KSCN顯紅色，可以根據鐵定是否生銹以及是否出現使得KSCN鮮紅色的溶液這一現象來判斷，故答案為：

假設	實驗操作	預期現象	結論
	用燒杯取少量消毒液，將一顆光亮的鐵釘放入燒杯，浸泡一段時間	鐵定表面出現鐵銹	鐵定被銹蝕
	用試管取少量（實驗①）浸泡后的溶液，滴加足量的1mol/L的硫酸酸化，再用滴管滴加幾滴20%的KSCN溶液	溶液不變色或溶液顯血紅色	鐵釘可能未被腐蝕也可能被腐蝕

．

點評：本題考查學生利用電解裝置獲得消毒液的原理和方法，是一道考查學生綜合知識的題目，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度大．