Question

【題目】現(xiàn)需設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置來電解飽和食鹽水,并測量電解產(chǎn)生的氫氣的體積（約6 mL）和檢驗(yàn)氯氣的氧化性（不應(yīng)將多余的氯氣排入空氣中）。

（1）試從上圖圖1中選用幾種必要的儀器,連成一整套裝置,各種儀器接口的連接順序（填編號(hào)）是:A接______,B接______。

（2）碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為_______。

（3）能說明氯氣具有氧化性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______。

（4）假定裝入的飽和食鹽水為50 mL（電解前后溶液體積變化可忽略）,當(dāng)測得的氫氣為5.6 mL（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí),溶液的pH為____。

（5）工業(yè)上采用離子交換膜法電解飽和食鹽水，如上圖圖2，該離子交換膜是__（填“陽離子”或“陰離子”）交換膜，溶液A是_______（填溶質(zhì)的化學(xué)式）

Answer 1

【答案】G、F、I D、E、C 2Cl--2e-=Cl2↑ 淀粉-KI溶液變成藍(lán)色 12 陽離子 NaOH

【解析】

(1)實(shí)驗(yàn)的目的是電解飽和食鹽水，并測量電解產(chǎn)生的氫氣的體積(約6 mL)和檢驗(yàn)氯氣的氧化性，結(jié)合裝置的作用來連接裝置；

(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳�成氫氣和氯氣，所以鐵應(yīng)為陰極，碳棒為陽極；

(3)氯氣具有氧化性，能氧化碘離子生成碘單質(zhì)，使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)色說明；

(4)電解飽和食鹽水的方程式：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，利用公式c=來計(jì)算NaOH的物質(zhì)的量濃度，然后求出氫離子的濃度，最后求出pH；

(5)氫氣在陰極生成，則b為陰極，a為陽極，陽離子向陰極移動(dòng)，則離子交換膜允許陽離子通過；a極上氯離子失電子，生成氯氣同時(shí)溶液中生成NaOH。

(1)產(chǎn)生的氫氣的體積用排水量氣法，預(yù)計(jì)H2的體積6ml左右，所以選I不選H，導(dǎo)管是短進(jìn)長出，所以A接G，用裝有淀粉碘化鉀溶液的洗氣瓶檢驗(yàn)氯氣時(shí)，導(dǎo)管要長進(jìn)短出，所以B接D，氯氣要進(jìn)行尾氣處理，即E接C；

(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳�成氫氣和氯氣，所以鐵應(yīng)為陰極，連接電源負(fù)極，碳棒為陽極，所以炭棒接直流電源的正極，電極反應(yīng)：2Cl--2e-═Cl2↑；

(3)氯氣具有氧化性，能氧化碘離子生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)色，使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)色說明氯氣具有氧化性；

(4)因電解飽和食鹽水的方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，當(dāng)產(chǎn)生的H2的體積為5.6mL時(shí)，物質(zhì)的量n==2.5×10-4mol，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量為5×10-4mol，所以溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度=═0.01mol/L，所以氫離子的濃度=mol/L=1×10-12mol/L，pH=12；

(5)氫氣在陰極生成，則b為陰極，a為陽極，陽離子向陰極移動(dòng)，則離子交換膜允許陽離子通過，所以離子交換膜為陽離子交換膜；a極上氯離子失電子，生成氯氣同時(shí)溶液中生成NaOH，所以溶液A是NaOH。