Question

【題目】如圖所示是某實驗小組電解氯化鈉溶液（含酚酞）的裝置。有毒氣體收集的裝置省略沒有畫出，兩電極均是石墨電極。

（1）a電極的名稱 。

（2）電解過程中a極區域觀察到的現象 。

（3）電解的總反應離子方程式為 。

（4）某實驗小組用1.6A電流電解6.02min，在陰極可以生成 mL（標準狀況）氣體（一個電子的電量為 1.6×10-19C）。

（5）若將b電極換成鐵作電極，電解一段時間后U型管底部出現紅褐色沉淀，請用化學方程式解釋這一現象，寫出總反應的化學方程式 。

Answer 1

【答案】（1）陰極；

（2）a極區有氣泡產生、溶液變成紅色

（3）2Cl﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH﹣

（4）67.2

（5）4Fe+10H2O+O24Fe(OH)3+4H2↑

【解析】

試題分析：（1）根據電子流向，連接a的是負極，連接b的是正極，所以a是陰極，b是陽極。

故答案為：陰極；

（2）電解氯化鈉溶液時，陰極上氫離子得電子生成氫氣，2H2O+2e-=H2↑+2OH-，同時陰極附近生成氫氧根離子，陰極附近呈堿性，加入酚酞后溶液呈紅色。

故答案為： a極區溶液變成紅色；

（3）通過以上分析知，反應物是氯化鈉和水，產物是氯氣、氫氣、氫氧化鈉。所以，總反應的離子方程式為：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。

故答案為：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；

（4）電解池中通過的電荷量為Q=It=1.6×6.02×60C。

通過的電子數為n===6.02×60×1019個=6.0×10-3mol。根據H2O+2e-=H2↑+2OH-可知此時生成氫氣3.0×10-3mol。V(H2)= n(H2)Vm=3.0×10-3mol×22.4L/mol×103mL/L=67.2mL。

故答案為：67.2mL；

（5）若將b電極換成鐵作電極，電解液仍為NaCl溶液，b電極上鐵失電子發生氧化反應，電極反應式為Fe-2e-=Fe2+，陰極附近生成氫氧根離子，亞鐵離子和氫氧根離子生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2被氧化生成紅褐色的Fe(OH)3，該反應過程的總反應化學方程式為4Fe+10H2O+O24Fe(OH)3+4H2↑。

故答案為：4Fe+10H2O+O24Fe(OH)3+4H2↑。