Question

某课外活动小组设计了如图所示的装置，调节滑动变阻器控制电流强度适中的情况下用其进行缓慢电解NaCl溶液及相关实验(此时，打开止水夹a，关闭止水夹b)。由于粗心，实验并未达到预期目的，但也看到了很令人高兴的现象。(阳离子交换膜只允许阳离子和水通过)

请帮助他们分析并回答下列问题：

(1)写出B装置中的电极反应：

阴极：________；阳极：________。

(2)观察到A装置中的现象是：①________；②________；③________。

(3)当观察到A装置中的现象后，他们关闭止水夹a，打开止水夹b。再观察C装置，若无现象，请说明理由；若有现象，请写出有关反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)：____________________________________。

(4)若想达到电解NaCl溶液的目的，应如何改进装置，请提出你的意见：

__________________________________________________________________。

Answer

(1)2H＋＋2e－=H2↑；Fe－2e－=Fe2＋ (2)①A烧杯中的水倒吸进入烧瓶产生红色喷泉 ②烧瓶中液面上升到高于左侧尖嘴一定程度后又逐渐下落至与左侧尖嘴相平 ③最后A烧杯中溶液呈红色，导管口有气泡冒出 (3)Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3 (4)把Fe电极换成C、Pt等惰性电极或将装置中的两电极互换位置等

【解析】(1)阴极H＋放电，电极反应为2H＋＋2e－=H2↑；阳极Fe为活泼电极，故Fe先失去电子，电极反应为：Fe－2e－=Fe2＋。(2)由于氢气通入烧瓶后，使氨气与水接触，故现象有：①A烧杯中的水倒吸进入烧瓶产生红色喷泉；②烧瓶中液面上升到高于左侧尖嘴一定程度后又逐渐下落至与左侧尖嘴相平；③最后A烧杯中溶液呈红色，导管口有气泡冒出。(3)关闭止水夹a，U形管左边气体不断生成，压强增大，打开止水夹b后，U形管右边的FeCl2溶液被压入NaOH溶液中，生成Fe(OH)2沉淀：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，Fe(OH)2不稳定，在空气中立即变成灰绿色，最后变成红褐色：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3。(4)若想达到电解NaCl溶液的目的，则阳极应为惰性电极，可把Fe电极换成C、Pt等惰性电极或将装置中的两电极互换位置等。