Question

【题目】如图所示是某实验小组电解氯化钠溶液（含酚酞）的装置。有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是石墨电极。

（1）a电极的名称 。

（2）电解过程中a极区域观察到的现象 。

（3）电解的总反应离子方程式为 。

（4）某实验小组用1.6A电流电解6.02min，在阴极可以生成 mL（标准状况）气体（一个电子的电量为 1.6×10-19C）。

（5）若将b电极换成铁作电极，电解一段时间后U型管底部出现红褐色沉淀，请用化学方程式解释这一现象，写出总反应的化学方程式 。

Answer 1

【答案】（1）阴极；

（2）a极区有气泡产生、溶液变成红色

（3）2Cl﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH﹣

（4）67.2

（5）4Fe+10H2O+O24Fe(OH)3+4H2↑

【解析】

试题分析：（1）根据电子流向，连接a的是负极，连接b的是正极，所以a是阴极，b是阳极。

故答案为：阴极；

（2）电解氯化钠溶液时，阴极上氢离子得电子生成氢气，2H2O+2e-=H2↑+2OH-，同时阴极附近生成氢氧根离子，阴极附近呈碱性，加入酚酞后溶液呈红色。

故答案为： a极区溶液变成红色；

（3）通过以上分析知，反应物是氯化钠和水，产物是氯气、氢气、氢氧化钠。所以，总反应的离子方程式为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。

故答案为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；

（4）电解池中通过的电荷量为Q=It=1.6×6.02×60C。

通过的电子数为n===6.02×60×1019个=6.0×10-3mol。根据H2O+2e-=H2↑+2OH-可知此时生成氢气3.0×10-3mol。V(H2)= n(H2)Vm=3.0×10-3mol×22.4L/mol×103mL/L=67.2mL。

故答案为：67.2mL；

（5）若将b电极换成铁作电极，电解液仍为NaCl溶液，b电极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，阴极附近生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2被氧化生成红褐色的Fe(OH)3，该反应过程的总反应化学方程式为4Fe+10H2O+O24Fe(OH)3+4H2↑。

故答案为：4Fe+10H2O+O24Fe(OH)3+4H2↑。