Question

5．請(qǐng)從如圖中選出必要的裝置進(jìn)行電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)，要求測(cè)定產(chǎn)生的氫氣的體積（大于25mL），并檢驗(yàn)氯氣的氧化性．

（1）電源、電流表，與A、B兩極的正確連接順序?yàn)長(zhǎng)→J→K→A→B→M．
（2）B極發(fā)生的電極反應(yīng)式是2Cl^--2e^-=Cl₂↑．簡(jiǎn)述檢驗(yàn)該電極產(chǎn)物的方法和現(xiàn)象用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙放在B電極的管口，試紙變?yōu)樗{(lán)色．
（3）設(shè)計(jì)上述氣體實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，各接口的正確連接依序?yàn)椋簷z驗(yàn)氯氣的氧化性時(shí)B接D、E接C．測(cè)定產(chǎn)生的氫氣的體積時(shí)A接G、F接H．
（4）若電解飽和食鹽水50mL，通電為t min時(shí)，測(cè)得產(chǎn)生的H₂體積為 5.6mL（標(biāo)況），則此時(shí)溶液的pH為12．（忽略溶液體積的變化）

Answer 1

分析 （1）電源負(fù)極接電解池的鐵棒、碳棒接電流計(jì)“-”端，“+”端接電源正極；
（2）要用鐵棒和碳棒作電解電解氯化鈉溶液制取氫氣，則鐵作陰極，碳棒作正極，陰極上氫離子放電生成氫氣，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，氯氣能使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán)色；
（3）用碘化鉀溶液檢驗(yàn)氯氣的氧化性，用氫氧化鈉溶液處理氯氣的尾氣；用排水法收集氫氣，用25mL量筒盛放排出的水，注意導(dǎo)氣管遵循“長(zhǎng)進(jìn)短出”原則；
（4）（5）根據(jù)氫氣和氫氧化鈉的關(guān)系是計(jì)算氫氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算氫氧化鈉濃度，再結(jié)合離子積常數(shù)計(jì)算氫離子濃度，從而得出溶液的pH．

解答 解：（1）電源負(fù)極接電解池的鐵棒、碳棒接電流計(jì)“-”端，“+”端接電源正極，所以其連接順序是：L→J→K→A→B→M，
故答案為：A；B；
（2）要用鐵棒和碳棒作電解電解氯化鈉溶液制取氫氣，則鐵作陰極，碳棒作陽(yáng)極，陰極鐵上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-═H₂↑，陽(yáng)極碳棒上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，氯氣能使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán)色，所以檢驗(yàn)氯氣的方法和現(xiàn)象：用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙放在B電極的管口，試紙變?yōu)樗{(lán)色；
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙放在B電極的管口，試紙變?yōu)樗{(lán)色；
（3）電解池左邊A導(dǎo)管口產(chǎn)生H₂，右邊B導(dǎo)管口產(chǎn)生Cl₂，以電解池為中心，相應(yīng)裝置的作用：，所以測(cè)定產(chǎn)生的氫氣的體積時(shí)A接G→F→H，
故答案為：G；F；H；
（4）根據(jù)2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑中氫氧化鈉和氫氣的關(guān)系式知，n（NaOH）=$\frac{0.0056L}{22.4L/mol}$×2=5.0×10^-4 mol，
根據(jù)原子守恒得n（OH^-）=5.0×10^-4 mol，c（OH^-）=$\frac{5.0×1{0}^{-4}}{0.05L}$=0.010 mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.01}$=10^-12 mol/L，pH=-lg10^-12=12，
故答案為：12．

點(diǎn)評(píng) 本題以電解原理為載體考查了氣體的制取、性質(zhì)的檢驗(yàn)等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)電解原理、物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)間的關(guān)系等來(lái)分析解答即可，難點(diǎn)是儀器連接順序，根據(jù)氣體制取裝置→檢驗(yàn)裝置→收集裝置→尾氣處理裝置來(lái)排序即可，難度中等．