Question

（14分）某学校探究性学习小组对消毒液次氯酸钠（NaClO）的制备与性质等进行了探究。

甲同学：为制备消毒液，探究并制作了一种家用环保型消毒液（NaClO溶液）发生器，设计了如图所示的装置，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。

请完成下列问题：若通电时，为使生成的Cl₂被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，则电源的a电极名称为                 极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）；装置溶液中反应生成NaClO的离子方程式为：                         。

乙同学：从某超市中查询到某品牌消毒液包装说明的部分内容，摘录如下：

主要有效成份为次氯酸钠，有效氯含量8000－10000mg/L。可用于各类家居用品、餐具、棉织衣物等的消毒，对彩色织物可能有褪色作用。切勿用于丝绸、毛、尼龙、皮革、油漆表面，勿用于铝、铜、碳钢制品。本品须密封，置阴凉暗处保存。

请完成以下实验探究过程：

I．阅读材料，根据学过的知识判断问题   

（1）室温条件下，该消毒液（NaClO）的不显中性的原因是（用离子方程式表示）

_____________________。

（2）该消毒液还具有的化学性质是_________（填序号）。

A．强氧化性   B．强还原性   C．不稳定性    D．漂白性    E．弱酸性

（3）从该消毒液的保存要求分析，导致其失效的主要原因是（用化学方程式表示）

_                   。

II．确定要研究的问题

 该消毒液对碳钢制品的腐蚀原理。

III．设计方案，实施探究

（1）用烧杯取少量样品，将一颗光亮的普通碳钢钉放入烧杯，浸泡一段时间。

预期的实验现象是_________________________________。

（2）为了进一步探究铁钉在该漂白剂（NaClO）溶液中的腐蚀原理，丁同学设计了如下图实验装置，写出碳（C）极上发生的电极反应式：                             。

 

Answer 1

甲：负（1分）Cl₂＋2OH^－===Cl^－＋ClO^－＋H₂O（2分）

乙：I．（1）ClO^－＋H₂OHClO＋OH^－ （2分）

（2）A、D（2分）2NaClO＋CO₂＋H₂O=Na₂CO₃＋2HClO（2分）  2HClO2HCl＋O₂↑（2分）

  III．（1）钢钉表面有红褐色物质生成（2分）

（2）ClO^－＋2e^－＋H₂O＝Cl^－＋2OH^－（2分）

解析:电解NaCl溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，次氯酸钠因为水解显碱性。次氯酸钠具有强氧化性和漂白性。如果接触到空气中CO₂，就会生成HClO，HClO分解就会使消毒液失效。将碳钢铁钉浸在次氯酸钠中，会发生电化学腐蚀。其中铁为负极，碳为正极。铁失电子，因为次氯酸根离子的强氧化性，次氯酸根离子得电子生成Cl^—。