Question

某化学兴趣小组按如图1所示的装置进行实验，玻璃管内装有滴有不同溶液的白色棉球．实验过程中，两极均有气体生成．

（1）碳棒的电极反应式为

 

．
（2）②处白色棉球变为

 

 色，③处白色棉球变为

 

 色．
（3）④处棉球的作用是

 

．
（4）如图2X、Y两条线分别表示常见的非金属单质和金属单质（用M表示）与碳棒电解产物单质E在点燃条件下进行化合反应的物质的量之间的关系．写出符合Y线反应的化学方式

 

．
（5）在20℃时饱和食盐水的质量分数为26%，当阳极析出1.12L（标准状况下）气体时，Cl^-完全放电．试计算要使溶液恢复原状态，需加入物质的化学式为

 

，其质量为

 

g．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：根据两极均有气体生成，说明铁是阴极电极反应：阴极（铁丝）2H⁺+2e=H₂↑，碳棒是阳极，阳极（碳棒）：2Cl^--2e=Cl₂↑，再根据卤素间的置换及氯气的尾气处理解答；
（4）X线反应方程式为：M+Cl₂═MCl₂或者M₂+Cl₂═2MCl；Y线反应方程式为：2M+3Cl₂═2MCl₃，所以X、Y产物中元素化合价通常分别为：X线中若为M2，非金属M为+1、若为M，金属M显+2价，Y线金属+3价；
（5）根据电荷守恒进行有关电解计算．

解答： 解：（1）根据两极均有气体生成，说明铁是阴极电极反应：阴极（铁丝）2H⁺+2e=H₂↑，碳棒是阳极，阳极（碳棒）：2Cl^--2e=Cl₂↑，故答案：2Cl^--2e-=Cl₂↑ 
（2）根据碳棒上产生氯气，氯气经过②处白色棉球时将溴置换出来呈橙黄色，经过，③处白色棉球时将碘置换出来遇淀粉呈蓝色；故答案：橙黄；蓝；
（3）④处棉球的作用尾气处理，主要是吸收未反应的氯气，防止其污染环境，故答案：吸收未反应的氯气，防止其污染环境；   
（4）X线反应方程式为：M+Cl₂═MCl₂或者M₂+Cl₂═2MCl；Y线反应方程式为：2M+3Cl₂═2MCl₃，所以X、Y产物中元素化合价通常分别为：X线中若为M₂，非金属M为+1、若为M，金属M显+2价，Y线金属+3价；故答案：2Fe+3Cl₂

点燃  .

2FeCl₃（或2Al+3Cl₂

点燃  .

2AlCl₃）；
（5）设所取饱和食盐水质量为Xg
2NaCl              Cl₂
117g               22.4L
26%X               1.12L        X=22.5
电解总反应：2NaCl+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，从溶液中减少什么物质在复原时加入什么物质，因此应加入HCl，质量=1.12/22.4×2×36.5g=3.65g．
故答案：HCl；3.65

点评：氯气是一个重要的知识点，命题者设计出简洁的一器多用实验装置，并以装置图形式给考生呈现出来，将电解原理、氯气的性质和溴、碘单质的颜色、检验联系在一起．考查学生对所学知识的理解能力及对知识在新的情景下的迁移能力．