Question

19．如圖表示一個電解池，裝有電解液a、X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連．請回答以下問題：
（1）若X、Y都是惰性石墨電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，在X極附近觀察到的現象是有無色氣泡產生，溶液變紅；Y電極上的電極反應式是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，將Y電極反應產物通入Na₂S溶液觀察到的現象是溶液中產生黃色沉淀產生．電解NaCl溶液的離子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．某廠現有50臺電解槽，每臺平均每天消耗2.925×10⁵ g食鹽，電解生成的Cl₂與H₂按體積比1：1.15合成質量分數為36.5%的鹽酸．不考慮損耗，理論上一天可生產36.5%的鹽酸20t．（保留三位有效數字）
（2）若要在鐵制品上鍍一定厚度的Ag，Y電極反應式為Ag⁺+e^-=Ag，工作一段時間后pH將減小（填“增大”或“減小”或“不變”）
（3）若X、Y都是鉑電極，電解某金屬M的氯化物（MCl₂）溶液，當收集到1.12L氯氣時（標準狀況），陰極增重3.2g．該金屬的相對原子質量是64．

Answer 1

分析 （1）電解飽和食鹽水時，陽極上是氯離子失電子，陰極上是氫離子得電子，氯氣與硫化鈉反應生成單質硫，所以現象為溶液中產生黃色沉淀產生；
（2）要鍍一定厚度的Ag，所以銀離子在陰極放電生成單質銀，陽極氫氧根離子放電，生成氧氣；
（3）根據氯氣的物質的量計算出計算的物質的量，再計算出金屬的摩爾質量．

解答 解：（1）和電源的負極相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發(fā)生得電子的還原反應，即2H⁺+2e^-=H₂↑，所以該電極附近氫氧根濃度增大，堿性增強，滴入幾滴酚酞試液會變紅，Y電極與電源的正極相連，所以Y是陽極發(fā)生氧化反應，電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氯氣與硫化鈉反應生成單質硫，所以現象為溶液中產生黃色沉淀產生，電解NaCl溶液的離子方程式是：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，2.925×10⁵ g食鹽的物質的量為$\frac{2.925×1{0}^{5}}{58.5}$=5×10³mol，所以產生氯氣和氫氣的物質的量均為：$\frac{5×1{0}^{3}×50}{2}$=1.25×10⁵ mol，Cl₂與H₂按體積比1：1.15通入合成塔，所以通入合成塔的H₂為1×10⁵mol，Cl₂為1×10⁵mol，則生成氯化氫的物質的量為：2×10⁵mol，所以質量為73×10⁵g，所以理論上一天可生產36.5%的鹽酸質量為20t，
故答案為：有無色氣泡產生，溶液變紅； 2Cl^--2e^-=Cl₂↑；溶液中產生黃色沉淀產生； 2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；20；
（2）要鍍一定厚度的Ag，所以銀離子在陰極放電生成單質銀，所以電極反應式為：Ag⁺+e^-=Ag；陽極氫氧根離子放電，生成氧氣，氫氧根離子的濃度減小，所以工作一段時間后pH將減小，故答案為：Ag⁺+e^-=Ag；減��；
（3）氯氣的物質的量為：n（Cl₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，則n（X²⁺）=0.05mol，金屬的摩爾質量為：M=$\frac{m}{n}$=$\frac{3.2g}{0.05mol}$=64g/mol，故答案為：64．

點評 本題考查學生電解池的工作原理知識，為實驗探究綜合題，充分的展示了化學知識的方方面面，該題綜合性強難度較大，對訓練學生良好地思維品質以及知識的嚴密性有較好的幫助，明確圖中電源的正負極確定電解池的陰陽極是解答的關鍵，并熟悉電極反應及離子的放電順序來解答，題目難度中等．