Question

某兴趣小组利用如图所示装置进行实验。

（1）断开K₂、闭合K₁，U形管内除电极上有气泡外，还可观察到的现象是     ；阳极电极反应式为                。当电路中转移0.001mol电子时，右侧注射器最多可以收集到气体        mL（折算为标准状况）。
（2）断开K₂、闭合K₁一段时间，待注射器中充有一定量的气体后，断开K₁、闭合K₂，此时装置内化学能转化为电能。实现能量转化的化学方程式为               ；
（3）假设实验装置不漏气，当（2）中注射器内气体全部参加反应后，U形管内的溶液理论上        （填“能”或“不能”）恢复原样。

Answer 1

（1）有白色沉淀生成    2Cl^- - 2e^-=Cl₂↑    11.2    （2）H₂+Cl₂=2HCl   （3）能

试题分析：（1）若断开K₂、闭合K₁，该装置为电解池。左边的石墨电极为阳极，右边的石墨电极为阴极。在阳极由于放电能力Cl^-＞OH^-,所以发生反应：2Cl^—2e-=Cl₂↑。在阴极由于放电能力H⁺＞Mg²⁺，因此在阴极发生反应：2H⁺+2e^-=H₂↑。H⁺不断放电，破坏了附近的水的电离平衡，水继续电离。最终使附近的水溶液显碱性。这时会发生反应：Mg²⁺ +2OH^-=Mg(OH)₂↓.因此在U形管内除电极上有气泡外，还可观察到有白色沉淀生成。当电路中转移0.001mol电子时，根据电子守恒可知右侧注射器收集的H₂的物质的量为0.0005mol.其在标准状况下的体积为0.0005mo×22.4L/mol=0.0112L=11.2ml．（2）若断开K₂、闭合K₁，发生的的电解池反应，左边收集的是Cl₂，右边收集的是H₂。此时断开K₁、闭合K₂，装置内就实现化学能转化为电能。即发生了原电池反应。实现能量转化的化学方程式为H₂+Cl₂=2HCl。（3）假设实验装置不漏气，当（2）中注射器内气体全部参加反应后，根据能量守恒定律，U形管内的溶液理论上能恢复原样。