Question

按如圖所示裝置連接，X、Y均為惰性電極。請回答下列問題：

（1）Zn為________極。
（2）連接好裝置后，燒杯中的溶液發生反應的離子方程式是___________。
（3）圖中通過隔膜的SO₄^2-向________（填“左”“右”或“不”）遷移，Y極及其附近出現的現象是________。
（4）常溫下，當Zn極質量減少32.5 g時，X極生成氣體8.4 L（標準狀況），若此時燒杯中溶液的體積為500 mL，則此時燒杯中溶液的pH＝________（不考慮生成的氣體溶于水）。

Answer 1

（1）負
（2）2H₂O＋2Cl^－H₂↑＋Cl₂↑＋2OH^－
（3）左　有氣泡產生，溶液呈紅色
（4）14

經分析可知，左側為原電池，右側為電解池。（1）Zn為負極。（2）燒杯中是電解氯化鈉溶液，離子方程式為2H₂O＋2Cl^－H₂↑＋Cl₂↑＋2OH^－。（3）Zn為負極，失電子生成Zn^2＋進入溶液，SO₄^2-通過隔膜向左移動；燒杯中Y極有氫氣逸出，同時有OH^－生成，酚酞溶液呈紅色。（4）鋅是原電池的負極，Y是電解池的陰極；銅是原電池的正極，X是電解池的陽極。X電極有氯氣逸出，直到NaCl電解完全，接下來就是電解NaOH，逸出O₂。Zn減少0.5 mol，轉移電子為1 mol，如果全部生成氯氣則有0.5 mol氯氣生成，如果全部生成氧氣，則有0.25 mol氧氣生成。根據電子得失守恒和氣體體積可得：Cl₂為0.25 mol，O₂為0.125 mol。計算可知，c（OH^－）＝1 mol/L，pH＝14。