Question

某課外活動小組設計了如圖所示的裝置，調節滑動變阻器控制電流強度適中的情況下用其進行緩慢電解NaCl溶液及相關實驗(此時，打開止水夾a，關閉止水夾b)。由于粗心，實驗并未達到預期目的，但也看到了很令人高興的現象。(陽離子交換膜只允許陽離子和水通過)

 

請幫助他們分析并回答下列問題：

(1)寫出B裝置中的電極反應：

陰極：________；陽極：________。

(2)觀察到A裝置中的現象是：①________；②________；③________。

(3)當觀察到A裝置中的現象后，他們關閉止水夾a，打開止水夾b。再觀察C裝置，若無現象，請說明理由；若有現象，請寫出有關反應的化學方程式(是離子反應的寫離子方程式)：____________________________________。

(4)若想達到電解NaCl溶液的目的，應如何改進裝置，請提出你的意見：

__________________________________________________________________。

 

Answer 1

(1)2H＋＋2e－=H2↑；Fe－2e－=Fe2＋　(2)①A燒杯中的水倒吸進入燒瓶產生紅色噴泉　②燒瓶中液面上升到高于左側尖嘴一定程度后又逐漸下落至與左側尖嘴相平　③最后A燒杯中溶液呈紅色，導管口有氣泡冒出　(3)Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3　(4)把Fe電極換成C、Pt等惰性電極或將裝置中的兩電極互換位置等

【解析】(1)陰極H＋放電，電極反應為2H＋＋2e－=H2↑；陽極Fe為活潑電極，故Fe先失去電子，電極反應為：Fe－2e－=Fe2＋。(2)由于氫氣通入燒瓶后，使氨氣與水接觸，故現象有：①A燒杯中的水倒吸進入燒瓶產生紅色噴泉；②燒瓶中液面上升到高于左側尖嘴一定程度后又逐漸下落至與左側尖嘴相平；③最后A燒杯中溶液呈紅色，導管口有氣泡冒出。(3)關閉止水夾a，U形管左邊氣體不斷生成，壓強增大，打開止水夾b后，U形管右邊的FeCl2溶液被壓入NaOH溶液中，生成Fe(OH)2沉淀：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，Fe(OH)2不穩定，在空氣中立即變成灰綠色，最后變成紅褐色：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3。(4)若想達到電解NaCl溶液的目的，則陽極應為惰性電極，可把Fe電極換成C、Pt等惰性電極或將裝置中的兩電極互換位置等。