Question

2008年5月12日我国四川汶川发生特大地震，为防止在大灾之后疫病流行，全国各地向灾区运送了大量的各种消毒液，如NaClO溶液．某校探究性学习小组对消毒液次氯酸钠（NaClO）的制备与性质等进行了探究．
甲同学：为制备消毒液，探究并制作了一种家用环保型消毒液（NaClO溶液）发生器，设计了如图1所示的装置，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液．
请完成下列问题：若通电时，为使生成的Cl₂被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，则电源的a电极名称为______极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”），与其相连的电极的电极反应式为______；装置溶液中反应生成NaClO的离子方程式为______．
乙同学：从某超市中查询到某品牌消毒液包装说明的部分内容摘录如下：
主要有效成份为次氯酸钠，有效氯含量8000-10000mg/L．可用于各类家居用品、餐具、棉织衣物等的消毒，对彩色织物可能有褪色作用．切勿用于丝绸、毛、尼龙、皮革、油漆表面，勿用于铝、铜、碳钢制品．本品须密封，置阴凉暗处保存．
请完成以下实验探究过程：
Ⅰ．阅读材料，根据学过的知识判断问题
（1）室温条件下，该消毒液（NaClO）溶液的pH______7（填“＞”、“＜”或“=”），
原因是（用离子方程式表示）______．
（2）该消毒液还具有的化学性质是______（填序号）．
A．强氧化性   B．强还原性   C．不稳定性    D．漂白性    E．弱酸性
Ⅱ．确定要研究的问题
该消毒液对碳钢制品的腐蚀原理．
Ⅲ．设计方案，实施探究
（1）用烧杯取少量样品，将一颗光亮的普通碳钢钉放入烧杯，浸泡一段时间．预期的实验现象是______．
（2）为了进一步探究碳钢钉在该消毒液（NaClO）中的腐蚀原理，丁同学设计了如图2实验装置，写出碳（C）极上发生的电极反应式______．

Answer

在电解池的阴极上是阳离子得电子发生得电子的还原反应，在阳极上是阴离子发生失电子的氧化反应；氯气可以和强碱反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
Ⅰ、（1）次氯酸根离子水解导致次氯酸钠溶液显示碱性；
（2）次氯酸钠中的次氯酸根离子具有氧化性；
Ⅲ、根据原电池的工作原理进行回答分析．
【解析】
甲：用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，若通电时，为使生成的Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，则电解池的下端产生的是氯气，上端产生的是氢气，电解池的阴极上是阳离子氢离子得电子发生得电子的还原反应，生成氢气，在阳极上是阴离子氯离子发生失电子的氧化反应，生成氯气，所以a是正极，b是负极，电极反应式为2H++2e-→H2↑，氯气和氢氧化钠反应的实质是：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O，故答案为：负；2H++2e-→H2↑；Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O；
I．（1）次氯酸根离子水解导致次氯酸钠溶液显示碱性，故答案为：＞；ClO-+H2O⇌HClO+OH-；
（2）在消毒液中，次氯酸钠具有氧化性，还具有漂白性，故答案为：A、D；
III．（1）在此情况下发生金属铁的吸氧腐蚀，最终会生成氢氧化铁沉淀，
故答案为：钢钉表面有红褐色物质生成；
（2）在该原电池装置中，金属铁为负极，碳棒上发生得电子的还原反应，即ClO-+2e-+H2O→Cl-+2OH-，
故答案为：ClO-+2e-+H2O→Cl-+2OH-．