Question

17．某化學興趣小組進行有關(guān)電解食鹽水的探究實驗，電解裝置如圖1所示．
實驗一：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、玻璃棒．
（2）電解飽和食鹽水的化學方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH．
實驗二：電解不飽和食鹽水及產(chǎn)物分析．
相同條件下，電解1mol•L^-1NaCl溶液并收集兩極產(chǎn)生的氣體．在X處收集到V₁mL氣體，同時，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，導致上述現(xiàn)象的原因有：
�。�有部分Cl₂溶于NaCl溶液中；ⅱ．有O₂生成．
（3）設計實驗證明有部分Cl₂溶于NaCl溶液中．實驗方案為：取少量石墨電極附近溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍
（4）證明有O₂生成并測定O₂的體積．按如圖2所示裝置進行實驗，通過注射器緩緩地將在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V₁、V₂、V₃均在相同條件下測得）．
①裝置A的作用是除去Cl₂．
②本實驗中，觀察到量氣管右側(cè)液面上升的現(xiàn)象，說明石墨電極上有O₂生成．
③實驗中是否需要預先除盡裝置中的空氣？否（填“是”或“否”）．
（5）實驗二中，在石墨電極上產(chǎn)生的Cl₂的總體積為v₁-2v₃mL（用代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 實驗一：電解飽和食鹽水．
（1）配制飽和食鹽水：在一定水中不能再溶解食鹽固體時所得的溶液即為飽和食鹽水，根據(jù)配制方法選擇儀器；
（2）電解飽和食鹽水陽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，生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，據(jù)此書寫；
實驗二：電解不飽和食鹽水及產(chǎn)物分析．
（3）根據(jù)氯氣可使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍判斷；
（4）根據(jù)Y為陽極處收集到的V₂mL氣體中主要是氯氣，所以證明有O₂生成首先要除去氯氣，當量氣管的右側(cè)液面上升，則說明含有氧氣生成；根據(jù)本身的空氣對壓強不影響，所以實驗中不需要預先除凈裝置中的空氣；
（5）根據(jù)陰極X處收集到的氫氣為V₁mL氣體，陽極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，設在石墨電極上生成Cl₂的總體積為xml，則根據(jù)電解陰陽兩極的得失電子守恒計算．

解答 解：實驗一：電解飽和食鹽水．
（1）一定水中不能再溶解食鹽固體時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，化學方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，
故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH；
實驗二：電解不飽和食鹽水及產(chǎn)物分析．
（3）因為氯氣可使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍，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，說明含有氯氣，
故答案為：石墨；滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍；
（4）①因為Y為陽極處收集到的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當量氣管的右側(cè)液面上升，則說明含有氧氣生成，
故答案為：量氣管的右側(cè)液面上升；
③本身的空氣對壓強不影響，所以實驗中不需要預先除凈裝置中的空氣，
故答案為：否；
（5）因為陰極X處收集到的氫氣為V₁mL氣體，陽極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，設在石墨電極上生成Cl₂的總體積為xml，則根據(jù)電解陰陽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．

點評 本題主要考查了電解飽和食鹽水產(chǎn)物的探究，涉及到溶液的配制、方程式的書寫、電極產(chǎn)物的檢驗依據(jù)誤差的分析與探究，綜合性較強，題目難度中等．