Question

【題目】某化學(xué)興趣小組進(jìn)行有關(guān)電解食鹽水的探究實(shí)驗(yàn)，電解裝置如圖所示。

實(shí)驗(yàn)一：電解飽和食鹽水。

（1）配制飽和食鹽水所需的玻璃儀器有：燒杯、量筒、_________________。

（2）電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為________________。

實(shí)驗(yàn)二：電解不飽和食鹽水及產(chǎn)物分析。

相同條件下，電解1mol·L-1 NaCl溶液并收集兩極產(chǎn)生的氣體。在X處收集到V1mL氣體，同時(shí)，在Y處收集到V2mL氣體，停止電解。結(jié)果發(fā)現(xiàn)V2<V1，且與電解飽和食鹽水相比，Y處收集到的氣體顏色明顯較淺。經(jīng)討論分析，導(dǎo)致上述現(xiàn)象的原因有：

ⅰ.有部分Cl2溶于NaCl溶液中；ⅱ.有O2生成。

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明有部分Cl2溶于NaCl溶液中。實(shí)驗(yàn)方案為：取少量__________電極附近溶液。

（4）證明有O2生成并測(cè)定O2的體積。按如右圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)注射器緩緩地將在Y處收集到V2mL氣體全部推入裝置A(盛有足量試劑NaOH溶液)中，最終，量氣管中收集到V3mL氣體(設(shè)V1、V2、V3均在相同條件下測(cè)得)。

①裝置A的作用是_______________。

②本實(shí)驗(yàn)中，觀察到________________的現(xiàn)象，說(shuō)明石墨電極上有O2生成。

③實(shí)驗(yàn)中是否需要預(yù)先除盡裝置中的空氣？____________（填“是”或“否”）。

（5）實(shí)驗(yàn)二中，在石墨電極上產(chǎn)生的Cl2的總體積為________mL（用代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】玻璃棒 2NaCl+2H2OCl2↑+ H2↑+ 2NaOH 取少量石墨電極附近溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍(lán) 除去Cl2 量氣管右側(cè)液面上升（或其他合理答案） 否 v1-2 v3

【解析】

實(shí)驗(yàn)一：電解飽和食鹽水．

（1）一定水中不能再溶解食鹽固體時(shí)所得的溶液即為飽和食鹽水，所以配制飽和食鹽水的操作為在燒杯中加入一定量的蒸餾水，邊攪拌邊加入食鹽固體，直到固體不再繼續(xù)溶解為止，所需的玻璃儀器有：燒杯、量筒、玻璃棒，故答案為玻璃棒；

（2）電解飽和食鹽水陽(yáng)極為氯離子失電子生成氯氣，陰極為氫離子得電子生成氫氣，化學(xué)方程式為：2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，故答案為2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH；

實(shí)驗(yàn)二：電解不飽和食鹽水及產(chǎn)物分析，

（3）因?yàn)槁葰饪墒節(jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)，所以證明有部分C12溶解于NaCl溶液中，可取少量石墨電極附近溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍(lán)，說(shuō)明含有氯氣，故答案為石墨；滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍(lán)；

（4）①因?yàn)?/span>Y為陽(yáng)極處收集到的V2mL氣體中主要是氯氣，所以證明有O2生成首先要除去氯氣，則裝置A的作用是完全吸收氯氣，除去Cl2，故答案為除去Cl2；

②當(dāng)量氣管的右側(cè)液面上升，則說(shuō)明含有氧氣生成，故答案為量氣管的右側(cè)液面上升；

③本身的空氣對(duì)壓強(qiáng)不影響，所以實(shí)驗(yàn)中不需要預(yù)先除凈裝置中的空氣，故答案為否；

（5）因?yàn)殛帢OX處收集到的氫氣為V1mL氣體，陽(yáng)極Y處收集到為氯氣和氧氣，根據(jù)（4）最終量氣管中收集到V3mL氣體即氧氣，設(shè)在石墨電極上生成Cl2的總體積為xml，則根據(jù)電解陰陽(yáng)兩極的得失電子守恒，V1×2=x×2+V3×4，所以x=V1-2V3，故答案為v1-2v3。