Question

6．请从图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验，要求测定产生的氢气的体积（大于25mL），并检验氯气的氧化性．
（1）A极发生的电极反应式2H⁺+2e^-═H₂↑；B极发生的电极反应式是2Cl^--2e^-═Cl₂↑；电解饱和食盐水的化学方程式2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）电源的M端应连接的电极为B（A或B）极．
（3）设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序为：H接F、G接A；B接D接E接C．
（4）实验中，在盛有KI淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂．
（5）已知饱和食盐水50mL，某时刻测得H₂体积为56mL （标准状况）．此时溶液pH约为13．

Answer 1

分析 （1）要用铁棒和碳棒作电解电解氯化钠溶液制取氢气，则铁作阴极，碳棒作正极，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上氯离子放电生成氯气；
（2）电源负极接电解池的铁棒、碳棒接电流计“-”端，“+”端接电源正极；
（3）用碘化钾溶液检验氯气的氧化性，用氢氧化钠溶液处理氯气的尾气；用排水法收集氢气，用50mL量筒盛放排出的水，注意导气管遵循“长进短出”原则；
（4）氯气具有强氧化性，能和碘离子发生置换反应；
（5）根据氢气和氢氧化钠的关系是计算氢氧化钠的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算氢氧化钠浓度，再结合离子积常数计算氢离子浓度，从而得出溶液的pH．

解答 解：（1）要用铁棒和碳棒作电解电解氯化钠溶液制取氢气，则铁作阴极，碳棒作正极，阴极铁上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H⁺+2e^-═H₂↑，阳极碳棒上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，同时溶液中还产生氢氧化钠，所以电池反应式为 2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2H⁺+2e^-═H₂↑；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）电源负极接电解池的铁棒A、碳棒B接电流计“-”端，“+”端接电源正极M，故答案为：B；
（3）电解池左边A导管口产生H₂，右边B导管口产生Cl₂，以电解池为中心，相应装置的作用：所以其连接顺序是：H←F←G←A，B→D→E→C，
故答案为：H；D；
（4）氯气具有强氧化性，能和碘离子发生置换反应生成氯离子和碘，离子反应方程式为Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂，故答案为：Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂；
（5）根据2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑中氢氧化钠和氢气的关系式知，n（NaOH）=$\frac{\frac{5.6×1{0}^{-3}L}{22.4mol/L}}{1}$=5.0×10^-3 mol，
根据原子守恒得n（OH^-）=5.0×10^-3 mol，c（OH^-）=$\frac{5.0×1{0}^{-3}mol}{0.05L}$=0.10 mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$=10^-13 mol/L，pH=-lg10^-13=13，
故答案为：13．

点评 本题以电解原理为载体考查了气体的制取、性质的检验等知识点，根据电解原理、物质的性质、物质间的关系等来分析解答即可，难点是仪器连接顺序，根据气体制取装置→检验装置→收集装置→尾气处理装置来排序即可，难度中等．