Question

【題目】某課外活動小組的同學在學習了電化學相關知識后，用如圖裝置進行實驗，請回答下列問題：

(1)實驗一：將開關K與a連接，則乙為________極，電極反應式為____________________。

(2)實驗二：開關K與b連接，則乙________極，總反應的離子方程式為_____________________。

(3)對于實驗二，下列說法正確的是________(填字母編號)。

A．溶液中Na＋向甲極移動

B．從甲極處逸出的氣體能使濕潤的淀粉－KI試紙變藍

C．反應一段時間后加適量鹽酸可恢復到電解前電解質的濃度

D．相同條件下，電解一段時間后，甲電極和乙電極上收集到的氣體體積一定相等

(4)該研究小組的同學在進行實驗二結束的溶液中滴加酚酞溶液，發現________(填“甲”或“乙”)極附近變紅。若標準狀況下乙電極產生22.4mL氣體，剩余溶液體積為200mL，則該溶液的pH為_____。

Answer 1

【答案】負 Fe -2e- = Fe2+ 陰 2Cl- + 2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH- B 乙 12

【解析】

(1)若開始時開關K與a連接，則形成原電池反應，為鐵的吸氧腐蝕；

(2)若開始時開關K與b連接，形成電解池裝置，石墨為陽極，發生氧化反應生成氯氣，鐵為陰極，發生還原反應生成氫氣和氫氧化鈉；

(3)A．溶液中Na＋向陰極移動；

B．石墨為陽極，發生氧化反應生成氯氣，電極反應式為2Cl2e＝Cl2↑，氯氣能使濕潤的KI淀粉試紙變藍；

C．由總的反應2Cl＋2H2O＝2OH＋H2↑＋Cl2↑，可知反應一段時間后加適量HCl可恢復到電解前電解質的濃度；

D．只有氯化鈉足量，反應一段時間后，甲電極和乙電極上收集到的氣體體積相等；

(4)若開始時開關K與b連接，形成電解池裝置，鐵為陰極，發生還原反應生成氫氣和氫氧化鈉，滴加酚酞溶液后溶液顏色會變紅，根據產生氫氣的量計算溶液中的OH-的濃度，進而算出溶液的pH。

(1)開始時開關K與a連接，是原電池，鐵為負極，發生氧化反應，失去電子生成亞鐵離子，電極方程式為Fe2e＝Fe2＋，故答案為：負；Fe2e＝Fe2＋；

(2)若開始時開關K與b連接，形成電解池裝置，石墨為陽極，發生氧化反應生成氯氣，電極反應式為2Cl2e＝Cl2↑；鐵為陰極發生還原反應，受到保護，這種保護方式為外加電流的陰極保護法，電極反應式為2H＋＋2e＝H2↑；總的離子反應的方程式為：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；故答案為：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；

(3)A．溶液中Na＋向陰極移動，所以向乙極移動，故A錯誤；

B．石墨為陽極，發生氧化反應生成氯氣，電極反應式為2Cl2e＝Cl2↑，氯氣能使濕潤的KI淀粉試紙變藍，所以從甲極處逸出的氣體能使濕潤的KI淀粉試紙變藍，故B正確；

C．由總的反應2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，可知如果陰極持續是氯離子放電，反應一段時間后通入適量HCl氣體可恢復到電解前電解質的濃度，故C錯誤；

D．只有氯化鈉足量，反應一段時間后，甲電極和乙電極上收集到的氣體體積相等，故D錯誤；

故答案為：B；

(4)若開始時開關K與b連接，形成電解池裝置，鐵為陰極，發生還原反應生成氫氣和氫氧化鈉，滴加酚酞溶液后溶液顏色會變紅，產生22.4mLH2，物質的量為=0.001mol，根據2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-可知溶液中的n(OH-)=0.002mol，c(OH-)==0.01mol/L，根據c(OH-)c(H+)=10-14得c(H+)=10-12mol/L，溶液的pH=12；故答案為：乙；12。