Question

某化学研究性小组采用如下装置（夹持和加热仪器已略去）电解饱和食盐水一段时间，并通过实验测定产物的量来判断饱和食盐水的电解率。

饱和食盐水的电解率=（电解的氯化钠质量/总的氯化钠质量）×100%

甲方案：利用甲、乙装置测定饱和食盐水的电解率。

（1）若饱和食盐水中滴有酚酞，则电解过程中甲装置中的实验现象：                      。

（2）若洗气瓶a中盛放的为足量的氢氧化钠溶液，通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来计算饱和食盐水的电解率，则正确的连接顺序为      连________（填A、B、C、D、E等导管口），则洗气瓶a中发生反应的离子方程式为                                     。

乙方案：利用甲、丙装置测定饱和食盐水的电解率。

（3）对于乙方案，有同学提出有两种方法都可测得饱和食盐水的电解率。

Ⅰ.通过测定硬质玻璃管中氧化铜固体前后质量差来计算饱和食盐水的电解率

Ⅱ.通过测定丙装置中除硬质玻璃管外的某装置前后质量差来计算饱和食盐水的电解率

①一同学认为可以在乙方案方法Ⅱ中的装置中添加一干燥装置防止外界空气中的水蒸气的干扰，则该干燥装置应与          口连接。

a.A         b.B          c.D         d.E

②另一同学认为乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ测得的实验结论都不正确，你是否同意？请说明理由           。

丙方案：只利用甲装置测定饱和食盐水的电解率。

（4）若电解150mL饱和食盐水一段时间，测得溶液的为pH为14，求饱和食盐水的电解率       

（假设电解前后溶液体积不变，饱和食盐水密度约为1.33 g/mL，溶解度为36.0g）。

若往该电解后所得溶液中通入二氧化碳气体2.24L（标准状况），则所得溶液中各离子浓度大小关系为：                          。

Answer

（1）左右碳棒上都有气泡产生，左边碳棒附近溶液变红

（2）B连C；Cl2+2OH－H2O+Cl－+ ClO－

（3）①c；

②同意，在乙方案中氢气还原氧化铜，氢气不能全部反应，误差太大。

（4）16.6%；c（Na+）＞c（Cl－）＞c（HCO3-） ＞c（CO32-）＞c（OH－）＞c（H+）

【解析】

试题分析：（1）电解饱和食盐水时，阳极产生氯气，阴极产生氢气和氢氧化钠，所以若饱和食盐水中滴有酚酞，则看到的现象是两极均产生气体，A与电源负极相连，则A为阴极，阴极附近的溶液变红色；

（2）若a瓶内氢氧化钠溶液，则利用产生的氯气的物质的量来计算电解率，B为阳极，产生氯气，所以B与C相连；洗气瓶a内发生的离子方程式为Cl2+2OH－H2O+Cl－+ ClO－；

（3）①乙方案的方法II利用产生氢气的量来计算电解率，产生的氢气通过c瓶干燥后通入硬质试管内，产生的水蒸气被b吸收，b也吸收空气中的水，所以增加的干燥装置应与D装置相连，答案选c；

②同意，乙方案的原理都是利用产生的氢气来计算电解率，而氢气还原氧化铜的实验中装置内的氢气不能全部被还原为水，误差太大。

（4） 若电解150mL饱和食盐水一段时间，测得溶液的为pH为14，电解的化学方程式是2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，当溶液的pH=14时，则氢氧根离子的浓度为1.0mol/L，氢氧化钠的物质的量是0.15mol，所以电解的NaCl的质量是0.15mol×58.5g/mol=8.775g，150mL饱和食盐水中NaCl的质量是150mL×1.33g/mL×36.0/（100+36.0）=52.80g，所以饱和食盐水的电解率为8.775g/52.80g×100%=16.6%；标准状况下2.24L二氧化碳的物质的量是0.1mol，氢氧化钠的物质的量是0.15mol，所以二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠，因为碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子，溶液中还余52.8-8.775=44.025g的NaCl，所以溶液中离子的浓度关系是c（Na+）＞c（Cl－）＞c（HCO3-） ＞c（CO32-）＞c（OH－）＞c（H+）。

考点：考查电解饱和食盐水的实验分析、计算，离子浓度大小的比较