Question

15．依据电化学反应原理，设计如图所示实验装置．请根据要求回答下列问题．
（1）若断开开关S₁，按下开关S₂：
①该装置为原电池（填原电池或电解池）．
②铁电极的电极反应式是Fe-2e^-=Fe²⁺．
（2）若断开开关S₂，按下开关S₁：
①石墨电极的电极反应式是2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
②实验室常用NaOH溶液吸收生成的氯气，反应的化学方程式是Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
③若反应中消耗1.17gNaCl，则理论上两析产生气体的总体积为0.448L（标准状况下）．

Answer 1

分析 （1）若断开开关S₁，按下开关S₂，装置没有外加电源，属于原电池，在原电池的中活泼金属Fe做负极，发生失电子的氧化反应；
（2）若断开开关S₂，按下开关S₁，装置有外加电源，属于电解池，Fe是阴极，石墨是阳极，电解饱和氯化钠，在阴极上产生氢气和氢氧化钠，在阳极上产生的是氯气，根据电解池的工作原理结合电极反应式进行计算即可．

解答 解：（1）①若断开开关S₁，按下开关S₂，装置没有外加电源，属于原电池，故答案为：原电池；
②在原电池的中活泼金属Fe做负极，发生失电子的氧化反应，即Fe-2e^-=Fe²⁺；故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）若断开开关S₂，按下开关S₁，装置有外加电源，属于电解池，Fe是阴极，石墨是阳极，电解饱和氯化钠，在阴极上产生氢气和氢氧化钠，在阳极上产生的是氯气．
①石墨电极是阳极，该电极的电极反应式是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
②用NaOH溶液吸收生成的氯气，反应的化学方程式是：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，故答案为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
③电解的化学方程式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；若反应中消耗1.17g即0.02molNaCl，产生氢气和氯气各是0.01mol，体积是0.02mol×22.4L/mol=0.448L．故答案为：0.448L．

点评 本题考查学生原电池和电解池的工作原理的应用知识，注意电极反应式的书写和应用是关键，难度不大．