Question

某興趣小組利用如圖所示裝置進行實驗。

（1）斷開K₂、閉合K₁，U形管內除電極上有氣泡外，還可觀察到的現象是     ；陽極電極反應式為                。當電路中轉移0.001mol電子時，右側注射器最多可以收集到氣體        mL（折算為標準狀況）。
（2）斷開K₂、閉合K₁一段時間，待注射器中充有一定量的氣體后，斷開K₁、閉合K₂，此時裝置內化學能轉化為電能。實現能量轉化的化學方程式為               ；
（3）假設實驗裝置不漏氣，當（2）中注射器內氣體全部參加反應后，U形管內的溶液理論上        （填“能”或“不能”）恢復原樣。

Answer 1

（1）有白色沉淀生成    2Cl^- - 2e^-=Cl₂↑    11.2    （2）H₂+Cl₂=2HCl   （3）能

試題分析：（1）若斷開K₂、閉合K₁，該裝置為電解池。左邊的石墨電極為陽極，右邊的石墨電極為陰極。在陽極由于放電能力Cl^-＞OH^-,所以發生反應：2Cl^—2e-=Cl₂↑。在陰極由于放電能力H⁺＞Mg²⁺，因此在陰極發生反應：2H⁺+2e^-=H₂↑。H⁺不斷放電，破壞了附近的水的電離平衡，水繼續電離。最終使附近的水溶液顯堿性。這時會發生反應：Mg²⁺ +2OH^-=Mg(OH)₂↓.因此在U形管內除電極上有氣泡外，還可觀察到有白色沉淀生成。當電路中轉移0.001mol電子時，根據電子守恒可知右側注射器收集的H₂的物質的量為0.0005mol.其在標準狀況下的體積為0.0005mo×22.4L/mol=0.0112L=11.2ml．（2）若斷開K₂、閉合K₁，發生的的電解池反應，左邊收集的是Cl₂，右邊收集的是H₂。此時斷開K₁、閉合K₂，裝置內就實現化學能轉化為電能。即發生了原電池反應。實現能量轉化的化學方程式為H₂+Cl₂=2HCl。（3）假設實驗裝置不漏氣，當（2）中注射器內氣體全部參加反應后，根據能量守恒定律，U形管內的溶液理論上能恢復原樣。