题目内容

请从图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验,要求测定产生的氢气的体积(大于25mL),并检验氯气的氧化性.

(1)A极发生的电极反应式是
 
;B极发生的电极反应式是
 
;电解饱和食盐水的化学方程式是
 
.
(2)电源的M端应连接的电极为
 
(A或B)极.
(3)设计如图气体实验装置时,各接口的正确连接顺序为:
 
(填接口编号).
(4)实验中,在盛有KI淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为
 
.
(5)已知饱和食盐水50mL,某时刻测得H2体积为56mL(标准状况).此时溶液pH约为
 
.
考点:电解原理,性质实验方案的设计
专题:实验设计题,电化学专题
分析:(1)要用铁棒和碳棒作电解电解氯化钠溶液制取氢气,则铁作阴极,碳棒作正极,阴极上氢离子放电生成氢气,阳极上氯离子放电生成氯气;
(2)电源负极接电解池的铁棒、碳棒接电流计“-”端,“+”端接电源正极;
(3)用碘化钾溶液检验氯气的氧化性,用氢氧化钠溶液处理氯气的尾气;用排水法收集氢气,用50mL量筒盛放排出的水,注意导气管遵循“长进短出”原则;
(4)氯气具有强氧化性,能和碘离子发生置换反应;
(5)根据氢气和氢氧化钠的关系是计算氢氧化钠的物质的量,再根据c=
n
V
计算氢氧化钠浓度,再结合离子积常数计算氢离子浓度,从而得出溶液的pH.
解答: 解:(1)要用铁棒和碳棒作电解电解氯化钠溶液制取氢气,则铁作阴极,碳棒作正极,阴极铁上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为2H++2e-═H2↑,阳极碳棒上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为2Cl--2e-═Cl2↑,同时溶液中还产生氢氧化钠,所以电池反应式为 2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑,
故答案为:2H++2e-═H2↑;2Cl--2e-═Cl2↑;2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(2)电源负极接电解池的铁棒A、碳棒B接电流计“-”端,“+”端接电源正极M,故答案为:B;
(3)电解池左边A导管口产生H2,右边B导管口产生Cl2,以电解池为中心,相应装置的作用:所以其连接顺序是:H←F←G←A,B→D→E→C,
故答案为:H,F,G,A,B,D,E,C;
(4)氯气具有强氧化性,能和碘离子发生置换反应生成氯离子和碘,离子反应方程式为Cl2+2I-═2Cl-+I2,故答案为:Cl2+2I-═2Cl-+I2;
(5)根据2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑中氢氧化钠和氢气的关系式知,n(NaOH)=
5.6×10-3L
22.4mol/L
1
×2
=5.0×10-3 mol,
根据原子守恒得n(OH-)=5.0×10-3 mol,c(OH-)=
5.0×10-3mol
50×10-3L
=0.10 mol/L,c(H+)=
10-14
0.1
=10-13 mol/L,pH=-lg10-13=13,
故答案为:13.
点评:本题以电解原理为载体考查了气体的制取、性质的检验等知识点,根据电解原理、物质的性质、物质间的关系等来分析解答即可,难点是仪器连接顺序,根据气体制取装置→检验装置→收集装置→尾气处理装置来排序即可,难度中等.
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