Question

（18分）某同学用如下图所示装置，通过电解饱和食盐水探究氯气相关性质，其中A、B处的棉花浸有不同溶液。请按要求回答下列问题：

（1）图中Pt电极接电源________（填“正”、“负”）极，此电解总反应的离子反应方程式为_______________________________________________________________。

若在阴极产生448 mL气体（标准状况，假设完全从U形管右侧支管导出）后停止实验，测得U形管中溶液的体积为400 mL，则常温下此溶液的理论pH=_____________。

（2）上图实验装置设计存在不足，请在C处方框内画出简图补充完善，并标注必要试剂。

（3）通电一段时间后，可观察到A、B处的棉花颜色均发生变化。

①A处发生反应的离子方程式为_______________________________________。

②B处先变红，稍后又变为黄色。其中先变红的原因是____________________________。

（4）该同学为探究B处由红变黄的原因又进行了如下实验：

取出B处棉花挤出变黄的溶液样品分为两份，取其中一份于试管X中滴加KSCN溶液，得红色溶液。查资料知SCN^－电子式：。他猜想：SCN^－可能被氯水氧化，导致溶液变黄。

①可能发生的反应为（请配平）：

SCN^－+Cl₂+H₂O = SO₄^2－+ NO₃^－+++CO₂

当0.5 mol SCN^－参与反应时转移的电子总数目为_____________________。

②设计一简约实验验证此猜想成立：取第二份样品溶液于试管Y中，滴加_________；观察有_____________生成，则证明此设想成立。

Answer

（1）正（2分） 2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-（2分） 13（2分）

（2）（2分）

（3）① Cl2+SO32－+H2O =2Cl－ + SO42－+ 2H+（2分）

②Fe2+ 被Cl2氧化产生Fe3+,Fe3+与SCN－反应生成Fe(SCN)3呈红色（2分）

（4）①8 9 16 Cl－ 18H+（后两者可颠倒）（2分）

4.816×1024（2分）

②氯化钡溶液或硝酸钡溶液（1分） 白色沉淀（1分）（合理即可给分）

【解析】

试题分析：（1）由题意可知通过电解饱和食盐水探究氯气相关性质，有装置图可知Pt电极应发生反应：2Cl--2e—= Cl2，故该电极应为阳极，故接电源正极电解总反应的离子反应方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；若在阴极产生448 mL气体（标准状况，假设完全从U形管右侧支管导出）后停止实验，测得U形管中溶液的体积为400 mL，则常温下此溶液的c(OH—)=（0.448L/22.4L·mol-1）×2÷0.4L=0.1mol/L，故常温下此溶液的理论pH=13；

（2）上图实验装置设计存在不足，氯气有毒故该装置缺少尾气处理装置，应用氢氧化钠溶液吸收，故装置改进：；

（3）通电一段时间后，可观察到A、B处的棉花颜色均发生变化，则①A处发生反应的离子方程式为Cl2+SO32－+H2O =2Cl－+ SO42－+ 2H+；②B处先变红，稍后又变为黄色。其中先变红的原因是Fe2+ 被Cl2氧化产生Fe3+,Fe3+与SCN－反应生成Fe(SCN)3呈红色；

（4）该同学为探究B处由红变黄的原因取出B处棉花挤出变黄的溶液样品分为两份，取其中一份于试管X中滴加KSCN溶液，得红色溶液。查资料知SCN－电子式：。他猜想：SCN－可能被氯水氧化，导致溶液变黄，①方程式配平SCN－+ 8Cl2 +9H2O = SO42－+ NO3－+18H+ +16Cl—+ CO2；当0.5 mol SCN－参与反应时转移的电子总数目为8NA，②设计一简约实验验证此猜想成立：取第二份样品溶液于试管Y中，滴加氯化钡溶液或硝酸钡溶液，观察有白色沉淀生成可证明SCN－可能被氯水氧化，导致溶液变黄。

考点：探究实验。