Question

       某課外活動小組設計了如圖所示裝置，調節(jié)滑動變阻器，在電流強度適中的情況下用其進行緩慢電解NaCl溶液及相關實驗(此時，打開止水夾a，關閉止水夾b)。由于粗心，實驗并未達到預期目的，但也看到了令人高興的現(xiàn)象。請幫助他們分析并回答下列問題(圖中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過)：

(1)寫出B裝置中的電極反應式：

Pt極____________________________________________________________________；

Fe極____________________________________________________________________。

(2)寫出觀察到的A裝置中的現(xiàn)象：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________。

(3)當觀察到A裝置中的現(xiàn)象后，他們關閉止水夾a，打開止水夾b，再觀察C裝置。若無現(xiàn)象，說明理由；若有現(xiàn)象，請寫出有關反應方程式__________________________

________________________________________________________________________。

(4)若想達到電解NaCl溶液的目的，應如何改進裝置，請?zhí)岢瞿愕囊庖奯_______________________________________________________________________。

Answer 1

答案　(1)2H^＋＋2e^－===H₂↑(或2H₂O＋2e^－===2OH^－＋H₂↑)　Fe－2e^－===Fe^2＋

(2)①A裝置燒杯中的H₂O倒吸進燒瓶并產(chǎn)生紅色噴泉�、跓�瓶中液面上升到高于左側導管口一定程度后又逐漸下落至與導管口相平　③最后燒杯中溶液呈紅色，導管口有氣泡逸出

(3)Fe^2＋＋2OH^－===Fe(OH)₂↓，4Fe(OH)₂＋2H₂O＋O₂===4Fe(OH)₃[或4Fe^2＋＋8OH^－＋2H₂O＋O₂===4Fe(OH)₃↓]

(4)把Fe電極換成C、Pt等惰性電極(或將裝置中兩電極調換位置等)

解析　(1)據(jù)圖知，Pt極是陰極，氫離子放電生成氫氣，故電極反應式為2H^＋＋2e^－===H₂↑(或寫成2H₂O＋2e^－===2OH^－＋H₂↑)；Fe極為陽極，屬活潑電極，故電極反應式為Fe－2e^－===Fe^2＋。(2)打開止水夾a、關閉止水夾b時，生成的氫氣進入燒瓶，壓強增大，將氨氣壓出，氨氣將導管內空氣排出后，與燒杯中水接觸而開始溶解，引起A裝置燒杯中的H₂O倒吸進燒瓶產(chǎn)生紅色噴泉；但由于氫氣不溶于水，故燒瓶中液面上升到高于左側導管口一定程度后又逐漸下落至導管口相平；最終燒杯中溶液呈紅色，導管口有氣泡(氫氣)逸出。(3)關閉止水夾a、打開止水夾b，Pt極產(chǎn)生的氫氣，會將電解質溶液壓入燒杯C中，發(fā)生反應：Fe^2＋＋2OH^－===Fe(OH)₂↓，4Fe(OH)₂＋2H₂O＋O₂===4Fe(OH)₃[或4Fe^2＋＋8OH^－＋2H₂O＋O₂===4Fe(OH)₃↓]。(4)若想達到電解NaCl溶液的目的，應把Fe電極換成C、Pt等惰性電極或將裝置中兩電極調換位置等。