题目内容

【题目】某课外活动小组的同学在学习了电化学相关知识后,用如图装置进行实验,请回答下列问题:

(1)实验一:将开关K与a连接,则乙为________极,电极反应式为____________________。

(2)实验二:开关K与b连接,则乙________极,总反应的离子方程式为_____________________。

(3)对于实验二,下列说法正确的是________(填字母编号)。

A.溶液中Na+向甲极移动

B.从甲极处逸出的气体能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝

C.反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度

D.相同条件下,电解一段时间后,甲电极和乙电极上收集到的气体体积一定相等

(4)该研究小组的同学在进行实验二结束的溶液中滴加酚酞溶液,发现________(填“甲”或“乙”)极附近变红。若标准状况下乙电极产生22.4mL气体,剩余溶液体积为200mL,则该溶液的pH为_____。

【答案】负 Fe -2e- = Fe2+ 阴 2Cl- + 2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH- B 乙 12

【解析】

(1)若开始时开关K与a连接,则形成原电池反应,为铁的吸氧腐蚀;

(2)若开始时开关K与b连接,形成电解池装置,石墨为阳极,发生氧化反应生成氯气,铁为阴极,发生还原反应生成氢气和氢氧化钠;

(3)A.溶液中Na+向阴极移动;

B.石墨为阳极,发生氧化反应生成氯气,电极反应式为2Cl2e=Cl2↑,氯气能使湿润的KI淀粉试纸变蓝;

C.由总的反应2Cl+2H2O=2OH+H2↑+Cl2↑,可知反应一段时间后加适量HCl可恢复到电解前电解质的浓度;

D.只有氯化钠足量,反应一段时间后,甲电极和乙电极上收集到的气体体积相等;

(4)若开始时开关K与b连接,形成电解池装置,铁为阴极,发生还原反应生成氢气和氢氧化钠,滴加酚酞溶液后溶液颜色会变红,根据产生氢气的量计算溶液中的OH-的浓度,进而算出溶液的pH。

(1)开始时开关K与a连接,是原电池,铁为负极,发生氧化反应,失去电子生成亚铁离子,电极方程式为Fe2e=Fe2+,故答案为:负;Fe2e=Fe2+;

(2)若开始时开关K与b连接,形成电解池装置,石墨为阳极,发生氧化反应生成氯气,电极反应式为2Cl2e=Cl2↑;铁为阴极发生还原反应,受到保护,这种保护方式为外加电流的阴极保护法,电极反应式为2H++2e=H2↑;总的离子反应的方程式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-;故答案为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-;

(3)A.溶液中Na+向阴极移动,所以向乙极移动,故A错误;

B.石墨为阳极,发生氧化反应生成氯气,电极反应式为2Cl2e=Cl2↑,氯气能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,所以从甲极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,故B正确;

C.由总的反应2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,可知如果阴极持续是氯离子放电,反应一段时间后通入适量HCl气体可恢复到电解前电解质的浓度,故C错误;

D.只有氯化钠足量,反应一段时间后,甲电极和乙电极上收集到的气体体积相等,故D错误;

故答案为:B;

(4)若开始时开关K与b连接,形成电解池装置,铁为阴极,发生还原反应生成氢气和氢氧化钠,滴加酚酞溶液后溶液颜色会变红,产生22.4mLH2,物质的量为=0.001mol,根据2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-可知溶液中的n(OH-)=0.002mol,c(OH-)==0.01mol/L,根据c(OH-)c(H+)=10-14得c(H+)=10-12mol/L,溶液的pH=12;故答案为:乙;12。

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