Question

19．如图表示一个电解池，装有电解液a、X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连．请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性石墨电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，在X极附近观察到的现象是有无色气泡产生，溶液变红；Y电极上的电极反应式是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，将Y电极反应产物通入Na₂S溶液观察到的现象是溶液中产生黄色沉淀产生．电解NaCl溶液的离子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．某厂现有50台电解槽，每台平均每天消耗2.925×10⁵ g食盐，电解生成的Cl₂与H₂按体积比1：1.15合成质量分数为36.5%的盐酸．不考虑损耗，理论上一天可生产36.5%的盐酸20t．（保留三位有效数字）
（2）若要在铁制品上镀一定厚度的Ag，Y电极反应式为Ag⁺+e^-=Ag，工作一段时间后pH将减小（填“增大”或“减小”或“不变”）
（3）若X、Y都是铂电极，电解某金属M的氯化物（MCl₂）溶液，当收集到1.12L氯气时（标准状况），阴极增重3.2g．该金属的相对原子质量是64．

Answer 1

分析 （1）电解饱和食盐水时，阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子，氯气与硫化钠反应生成单质硫，所以现象为溶液中产生黄色沉淀产生；
（2）要镀一定厚度的Ag，所以银离子在阴极放电生成单质银，阳极氢氧根离子放电，生成氧气；
（3）根据氯气的物质的量计算出计算的物质的量，再计算出金属的摩尔质量．

解答 解：（1）和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H⁺+2e^-=H₂↑，所以该电极附近氢氧根浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红，Y电极与电源的正极相连，所以Y是阳极发生氧化反应，电极反应式为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氯气与硫化钠反应生成单质硫，所以现象为溶液中产生黄色沉淀产生，电解NaCl溶液的离子方程式是：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，2.925×10⁵ g食盐的物质的量为$\frac{2.925×1{0}^{5}}{58.5}$=5×10³mol，所以产生氯气和氢气的物质的量均为：$\frac{5×1{0}^{3}×50}{2}$=1.25×10⁵ mol，Cl₂与H₂按体积比1：1.15通入合成塔，所以通入合成塔的H₂为1×10⁵mol，Cl₂为1×10⁵mol，则生成氯化氢的物质的量为：2×10⁵mol，所以质量为73×10⁵g，所以理论上一天可生产36.5%的盐酸质量为20t，
故答案为：有无色气泡产生，溶液变红； 2Cl^--2e^-=Cl₂↑；溶液中产生黄色沉淀产生； 2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；20；
（2）要镀一定厚度的Ag，所以银离子在阴极放电生成单质银，所以电极反应式为：Ag⁺+e^-=Ag；阳极氢氧根离子放电，生成氧气，氢氧根离子的浓度减小，所以工作一段时间后pH将减小，故答案为：Ag⁺+e^-=Ag；减小；
（3）氯气的物质的量为：n（Cl₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，则n（X²⁺）=0.05mol，金属的摩尔质量为：M=$\frac{m}{n}$=$\frac{3.2g}{0.05mol}$=64g/mol，故答案为：64．

点评 本题考查学生电解池的工作原理知识，为实验探究综合题，充分的展示了化学知识的方方面面，该题综合性强难度较大，对训练学生良好地思维品质以及知识的严密性有较好的帮助，明确图中电源的正负极确定电解池的阴阳极是解答的关键，并熟悉电极反应及离子的放电顺序来解答，题目难度中等．