Question

【題目】實驗題：

請從下圖中選用必要的裝置進行電解飽和食鹽水的實驗，要求測定產生的氫氣的體積（大于25mL），并檢驗氯氣的氧化性。

（1）A極發生的電極反應式是，B極發生的電極反應式是。

（2）設計上述氣體實驗裝置時，各接口的正確連接順序為：A接、接；B接、接。

（3）在實驗中，盛有KI淀粉溶液的容器中發生反應的離子方程式為。

（4）已知飽和食鹽水50mL（假設NaCl足量且忽略溶液體積變化），某時刻測得H2體積為16.8mL（標準狀況）。此時溶液pH約為。（lg2＝0.3，lg3＝0.5，lg5＝0.7）

（5）已知甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質為KOH溶液。某研究小組將甲烷燃料電池作為電源，進行上述飽和食鹽水電解實驗。若甲烷通入量為1L（標準狀況），且反應完全，則理論上通過電解池的電量為（已知NA＝6.02×1023mol－1，電子電荷為1.60×10－19C，列式表示即可）。

Answer 1

【答案】（1）2H++2e-＝H2↑；2Cl--2e-＝Cl2↑（2）G；F；H；D；E；C。

（3）Cl2+2I-＝2Cl-+I24）12.5（5）×8×6.02×1023mol-1×1.60×10－19C

【解析】

試題分析：（1）電解飽和食鹽水時，溶液中的陽離子H+在陰極得到電子變為H2逸出，使附近的水溶液顯堿性，溶液中的陰離子Cl-在陽極失去電子，發生氧化反應產生Cl2，A是鐵，則A電極是陰極，電極反應式是2H++2e-＝H2↑，B電極是陽極，電極反應式為2Cl--2e-＝Cl2↑。（2）若電解飽和NaCl溶液來測定產生的H2的體積并檢驗Cl2的氧化性。則應該使A與電源的負極連接，作陰極，B作陽極，與電源的正極相連，則正確連接順序為A→G→F→H；B→D→E→C；（3）氯氣能把碘化鉀氧化為單質碘，反應的離子方程式為Cl2+2I-＝2Cl-+I2。（4）16.8mL氫氣的物質的量是0.0168L÷22.4L/mol＝0.00075mol，根據方程式2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-可知生成氫氧根的物質的量是0.0015mol，濃度是0.0015mol÷0.05L＝0.03mol/L，則氫離子濃度是，所以pH＝12.5；（5）根據電子得失守恒可知甲烷失去的電子的物質的量就是電解池中通過的，則理論上通過電解池的電量為×8×6.02×1023mol-1×1.60×10－19C。