Question

5．请从如图中选出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）电源、电流表，与A、B两极的正确连接顺序为L→J→K→A→B→M．
（2）B极发生的电极反应式是2Cl^--2e^-=Cl₂↑．简述检验该电极产物的方法和现象用湿润的淀粉-KI试纸放在B电极的管口，试纸变为蓝色．
（3）设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接依序为：检验氯气的氧化性时B接D、E接C．测定产生的氢气的体积时A接G、F接H．
（4）若电解饱和食盐水50mL，通电为t min时，测得产生的H₂体积为 5.6mL（标况），则此时溶液的pH为12．（忽略溶液体积的变化）

Answer 1

分析 （1）电源负极接电解池的铁棒、碳棒接电流计“-”端，“+”端接电源正极；
（2）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，氯气能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色；
（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25mL量筒盛放排出的水，注意导气管遵循“长进短出”原则；
（4）（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=$\frac{n}{V}$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）电源负极接电解池的铁棒、碳棒接电流计“-”端，“+”端接电源正极，所以其连接顺序是：L→J→K→A→B→M，
故答案为：A；B；
（2）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，碳棒作阳极，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↑，氯气能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，所以检验氯气的方法和现象：用湿润的淀粉-KI试纸放在B电极的管口，试纸变为蓝色；
故答案为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；用湿润的淀粉-KI试纸放在B电极的管口，试纸变为蓝色；
（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：，所以测定产生的氢气的体积时A接G→F→H，
故答案为：G；F；H；
（4）根据2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑中氢氧化钠和氢气的关系式知，n（NaOH）=$\frac{0.0056L}{22.4L/mol}$×2=5.0×10^-4 mol，
根据原子守恒得n（OH^-）=5.0×10^-4 mol，c（OH^-）=$\frac{5.0×1{0}^{-4}}{0.05L}$=0.010 mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.01}$=10^-12 mol/L，pH=-lg10^-12=12，
故答案为：12．

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．