Question

【題目】化學(xué)興趣小組用如圖裝置做電解水實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，增強(qiáng)水的導(dǎo)電能力，在水中加入一些氯化鈉固體。

（實(shí)驗(yàn)記錄）實(shí)驗(yàn)中觀察到電極兩端有氣泡產(chǎn)生，用燃燒木條檢驗(yàn)負(fù)極產(chǎn)生的氣體，氣體能夠燃燒且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，說(shuō)明負(fù)極產(chǎn)生的氣體是____，檢驗(yàn)正極產(chǎn)生的氣體時(shí)，聞到刺激性氣味。

化學(xué)興趣小組對(duì)這異�，F(xiàn)象產(chǎn)生興趣，繼續(xù)進(jìn)行探究：

（提出問(wèn)題）正極產(chǎn)生的刺激性氣味的氣體是什么?

（猜想與假設(shè)）猜想1：NH3猜想2：HCl；猜想3：Cl2；猜想4：HCl和Cl2。

（討論與交流）大家討論后認(rèn)為猜想1不合理，理論依據(jù)是_________。

（查閱資料）①帶有刺激性氣味的氣體有：HCl、Cl2、NH3等；

②Cl2與水反應(yīng)生成氯化氫和次氯酸（HClO），氯氣能與碘化鉀反應(yīng)生成氯化鉀和碘，Cl2有毒且能溶于四氯化碳；

③碘能使淀粉溶液變藍(lán)色；

④HCl不溶于四氯化碳，氯化銀難溶于水。

（實(shí)驗(yàn)探究）如下圖所示，將正極產(chǎn)生的氣體依次通過(guò)濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙、四氯化碳、硝酸銀溶液、濃氫氧化鈉溶液。

（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）觀察到裝置B中_____，裝置D中____。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）猜想3正確

（反思評(píng)價(jià)）裝置C中四氯化碳的作用是______，裝置E的目的是處理尾氣

（拓展應(yīng)用）

（1）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，向裝置A中的液體中滴入無(wú)色酚酞溶液，觀察到溶液變紅色，證明裝置A中的液體顯_____（填“酸性”堿性”或“中性”），由此實(shí)驗(yàn)可知氯化鈉參加反應(yīng)，電解氯化鈉溶液的化學(xué)方程式為__________。

（2）在化學(xué)反應(yīng)前后有元素化合價(jià)升高，也一定有元素化合價(jià)降低。從化合價(jià)升降角度分析，正極產(chǎn)生的氣體是Cl2而不是HCl的原因是________________。

Answer 1

【答案】H2 不符合質(zhì)量守恒定律 濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)色 無(wú)明顯現(xiàn)象 溶解吸收氯氣，以免氯氣干擾對(duì)HCl的檢驗(yàn) 堿性 負(fù)極生成氫氣，氫元素化合價(jià)降低，鈉元素、氧元素化合價(jià)沒(méi)有改變，氯元素化合價(jià)一定升高，所以生成氯氣而不是硫化氫

【解析】

[實(shí)驗(yàn)記錄]

電解水的實(shí)驗(yàn)中，正極產(chǎn)生的是氧氣，負(fù)極產(chǎn)生的是氫氣。氫氣具有可燃性。故答案為：H2；

[討論與交流]

根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類(lèi)不變。由于水、加入的氯化鈉中，均不含有氮元素，則電解水后正極中有刺激性氣味的氣體也不含有氮元素，則不可能是氨氣。故答案為：不符合質(zhì)量守恒定律；

[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]

若要證明猜想3成立，則生成的氣體中只含有氯氣。根據(jù)查閱資料可知，氯氣能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀試淀粉紙變藍(lán)，則觀察到B中的濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)，則能證明有氯氣產(chǎn)生。試驗(yàn)不僅要證明生成的氣體有氯氣，還要證明生成的氣體不含有氯化氫氣體，由于氯化氫氣體溶于水會(huì)形成鹽酸，鹽酸會(huì)和硝酸銀反應(yīng)生成硝酸和難溶于酸的氯化銀沉淀。則若D中有白色沉淀產(chǎn)生，則證明有氯化氫氣體，若沒(méi)有白色沉淀生成，則沒(méi)有氯化氫氣體。故答案為：濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)色、無(wú)明顯現(xiàn)象；

[反思評(píng)價(jià)]

根據(jù)查閱資料可知，四氯化碳可以吸收有毒的氯氣，而且可以防止多余的氯氣進(jìn)入D裝置中，和水反應(yīng)生成鹽酸，從而干擾氯化氫氣體的檢驗(yàn)。故答案為：溶解吸收氯氣，以免氯氣干擾對(duì)HCl的檢驗(yàn)；

[拓展應(yīng)用]

（1）向A中的溶液中加入無(wú)色酚酞，觀察到溶液變紅，則證明溶液呈堿性，那么可以推測(cè)出溶液中可能含有氫氧化鈉。根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后元素的種類(lèi)不變，則氫氧化鈉的鈉元素來(lái)自于氯化鈉。電解時(shí)，負(fù)極產(chǎn)生氫氣，并且驗(yàn)證出正極產(chǎn)生的刺激性氣味的氣體是氯氣，由此可知，電解氯化鈉，氯化鈉和水會(huì)生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣。故答案為：堿性、；

（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)生成的氫氣中的氫元素應(yīng)該來(lái)自于水中的氫元素。水中氫元素的化合價(jià)為+1價(jià)，氫氣中氫元素的化合價(jià)為0價(jià)，則氫元素的化合價(jià)降低。根據(jù)題意可知，另外一種元素的化合價(jià)應(yīng)該升高。而鈉元素在反應(yīng)前是氯化鈉，顯+1價(jià)，反應(yīng)后是氫氧化鈉，顯+1價(jià)，鈉元素化合價(jià)不變。氧元素在反應(yīng)前是水，化合價(jià)為-2價(jià)，反應(yīng)后生成了氫氧化鈉，氧元素的化合價(jià)依然為-2價(jià)。則可以推測(cè)升高化合價(jià)的元素為氯元素。氯化鈉中，氯元素顯-1價(jià)，則氯元素的化合價(jià)升高，生成物為氯氣。若為氯化氫，則氯元素依然為-1價(jià)，不符合題意。故答案為：負(fù)極生成氫氣，氫元素化合價(jià)降低，鈉元素、氧元素化合價(jià)沒(méi)有改變，氯元素化合價(jià)一定升高，所以生成氯氣而不是硫化氫。