Question

【題目】某課外活動(dòng)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了電化學(xué)相關(guān)知識(shí)后，用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)一：將開關(guān)K與a連接，則乙為________極，電極反應(yīng)式為____________________。

(2)實(shí)驗(yàn)二：開關(guān)K與b連接，則乙________極，總反應(yīng)的離子方程式為_____________________。

(3)對(duì)于實(shí)驗(yàn)二，下列說法正確的是________(填字母編號(hào))。

A．溶液中Na＋向甲極移動(dòng)

B．從甲極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉－KI試紙變藍(lán)

C．反應(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度

D．相同條件下，電解一段時(shí)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(xué)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)二結(jié)束的溶液中滴加酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)________(填“甲”或“乙”)極附近變紅。若標(biāo)準(zhǔn)狀況下乙電極產(chǎn)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(fù) Fe -2e- = Fe2+ 陰 2Cl- + 2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH- B 乙 12

【解析】

(1)若開始時(shí)開關(guān)K與a連接，則形成原電池反應(yīng)，為鐵的吸氧腐蝕；

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

(3)A．溶液中Na＋向陰極移動(dòng)；

B．石墨為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl2e＝Cl2↑，氯氣能使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán)；

C．由總的反應(yīng)2Cl＋2H2O＝2OH＋H2↑＋Cl2↑，可知反應(yīng)一段時(shí)間后加適量HCl可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度；

D．只有氯化鈉足量，反應(yīng)一段時(shí)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(shí)開關(guān)K與b連接，形成電解池裝置，鐵為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉，滴加酚酞溶液后溶液顏色會(huì)變紅，根據(jù)產(chǎn)生氫氣的量計(jì)算溶液中的OH-的濃度，進(jìn)而算出溶液的pH。

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

(2)若開始時(shí)開關(guān)K與b連接，形成電解池裝置，石墨為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl2e＝Cl2↑；鐵為陰極發(fā)生還原反應(yīng)，受到保護(hù)，這種保護(hù)方式為外加電流的陰極保護(hù)法，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e＝H2↑；總的離子反應(yīng)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(dòng)，所以向乙極移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B．石墨為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl2e＝Cl2↑，氯氣能使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán)，所以從甲極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán)，故B正確；

C．由總的反應(yīng)2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，可知如果陰極持續(xù)是氯離子放電，反應(yīng)一段時(shí)間后通入適量HCl氣體可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度，故C錯(cuò)誤；

D．只有氯化鈉足量，反應(yīng)一段時(shí)間后，甲電極和乙電極上收集到的氣體體積相等，故D錯(cuò)誤；

故答案為：B；

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