Question

(14分)如图所示是电解氯化钠溶液（含酚酞）的装置。有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。

⑴a电极的名称            , a电极的电极方程式为：____________.
⑵电解过程中观察到的现象                                。
⑶确定N出口的气体最简单的方法是                  ,若收集N出口的气体体积在标准状况为1.12L，则电解过程中转移的电子数目为：_____________.
⑷电解的总反应离子方程式为                。
⑸若将b电极换成铁作电极，写出在电解过程中U型管底部出现的现象_          。

Answer 1

（1）阴极  ,2H⁺+2e^－= H₂↑  （2）两极均有气泡产生；a极区溶液变成红色；b极液面上气体变为黄绿色；b极区溶液变为浅黄绿色。  （3）用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝则说明是Cl₂,  0.1N_A   （4）2Cl^—+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^－   （5）底部有白色沉淀产生，很快变为灰绿色，最终变为红褐色。

（1）根据装置图可知，电子是从b极流向a极，所以b是阳极，溶液中的阴离子氯离子在阳极放电，反应式为2Cl^—－2 e^－＝Cl₂↑。a是阴极，溶液中的阳离子氢离子在阴极放电，反应式为,2H⁺+2e^－= H₂↑。
（2）根据（1）分析可知，阴极氢离子放电，导致阴极周围的OH^－浓度增大，所以阴极周围碱性增强，所以实验现象是两极均有气泡产生；a极区溶液变成红色；b极液面上气体变为黄绿色；b极区溶液变为浅黄绿色。
（3）b极生成的气体是氯气，所以N出口的气体是氯气。检验氯气可以利用其氧化性，借助于湿润的淀粉碘化钾试纸检验。标准状况1.12L氯气是0.05mol，所以转移电子的物质的量是0.05mol×2＝0.1mol。
（4）根据以上分析可知，氯化钠和水都被电解，所以总的反应式为2Cl^—+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^－。
（5）若将b电极换成铁作电极，则阳极就是铁，此时铁失去电子，反应式为Fe－2e－=Fe^2＋。由于阴极有OH^－生成，所以溶液中会生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁不稳定，很快被氧化生成氢氧化铁红褐色沉淀。