Question

某研究性学习小组设计了一个环保型消毒液发生器，如图所示装置，用一石墨作电极电解饱和NaCl溶液，请你完成以下实验探究过程：
已知25℃、、HClO  K=2.9×10^-8
（1）推断电源电极名称：a为______极，电解过程中，与电源正极相连的电极反应式为______．与电源负极相连的电极附近溶液pH______．（填“不变，“升高”或“降低”）
（2）产生消毒液过程的有关反应化学方程式：______ 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O

Answer

（1）电解池中，阳极是阴离子放电，阴极是阳离子放电，氯气能和氢氧化钠反应生成次氯酸钠，可以制得有较强杀菌能力的消毒液；
（2）根据电解原理书写电解方程式；
（3）次氯酸钠可以和碳酸反应生成次氯酸和碳酸氢钠；
（4）次氯酸可以和盐酸反应，发生的事氯元素的归中反应；
（5）消毒液对碳钢制品是否有腐蚀作用可以通过铁定是否生锈或是否被氧化来判断，三价铁遇到KSCN显红色，铁锈是红褐色的物质．
【解析】
（1）电解氯化钠溶液时，阳极是氯离子失电子生成氯气的过程，阴极是氢离子的电子生成氢气的过程，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，所以一定要让氯气在b电极产生，所以b电极是阳极，与电源正极相连，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，a电极是阴极，发生电极反应：2H++2e-=H2↑，该极消耗氢离子，电极附近溶液pH升高，故答案为：负；2Cl--2e-=Cl2↑；升高；
（2）电解饱和食盐水的原理方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，生成的氯气和氢氧化钠反应可以制得消毒液，即2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，
故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；
（3）次氯酸酸性弱于碳酸，次氯酸钠可以和空气中的二氧化碳反应生成碳酸氢钠和次氯酸，
即NaClO+H2O+CO2=NaHCO3+HClO，而导致漂白粉失效，故答案为：NaClO+H2O+CO2=NaHCO3+HClO；
（4）次氯酸酸性弱于盐酸，所以次氯酸钠可以和盐酸发生归中反应生成氯气，所以消毒液和“洁厕液”（含盐酸）混合使用没有清洁效果，故答案为：不行，因为二者混合后2HCl+NaClO=Cl2↑+NaCl+H2O；
（5）消毒液具有氧化性，可以将铁钉氧化，但被氧化后会发现铁钉生锈，生成的三价铁离子能使KSCN显红色，可以根据铁定是否生锈以及是否出现使得KSCN鲜红色的溶液这一现象来判断，故答案为：
假设 实验操作 预期现象 结论
用烧杯取少量消毒液，将一颗光亮的铁钉放入烧杯，浸泡一段时间 铁定表面出现铁锈 铁定被锈蚀
用试管取少量（实验①）浸泡后的溶液，滴加足量的1mol/L的硫酸酸化，再用滴管滴加几滴20%的KSCN溶液 溶液不变色或溶液显血红色 铁钉可能未被腐蚀也可能被腐蚀

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