Question

某课外活动小组的同学在学习了电化学相关知识后，用如图装置进行实验，请回答下列问题：

(1)实验一：将开关K与a连接，则乙为________极，电极反应式为____________________。

(2)实验二：开关K与b连接，则乙________极，总反应的离子方程式为_____________________。

(3)对于实验二，下列说法正确的是________(填字母编号)。

A．溶液中Na^＋向甲极移动

B．从甲极处逸出的气体能使湿润的淀粉－KI试纸变蓝

C．反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度

D．相同条件下，电解一段时间后，甲电极和乙电极上收集到的气体体积一定相等

(4)该研究小组的同学在进行实验二结束的溶液中滴加酚酞溶液，发现________(填“甲”或“乙”)极附近变红。若标准状况下乙电极产生22.4mL气体，剩余溶液体积为200mL，则该溶液的pH为_____。

Answer

负 Fe -2e- = Fe2+ 阴 2Cl- + 2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH- B 乙 12

【解析】

(1)若开始时开关K与a连接，则形成原电池反应，为铁的吸氧腐蚀；

(2)若开始时开关K与b连接，形成电解池装置，石墨为阳极，发生氧化反应生成氯气，铁为阴极，发生还原反应生成氢气和氢氧化钠；

(3)A．溶液中Na＋向阴极移动；

B．石墨为阳极，发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl−−2e−＝Cl2↑，氯气能使湿润的KI淀粉试纸变蓝；

C．由总的反应2Cl−＋2H2O＝2OH−＋H2↑＋Cl2↑，可知反应一段时间后加适量HCl可恢复到电解前电解质的浓度；

D．只有氯化钠足量，反应一段时间后，甲电极和乙电极上收集到的气体体积相等；

(4)若开始时开关K与b连接，形成电解池装置，铁为阴极，发生还原反应生成氢气和氢氧化钠，滴加酚酞溶液后溶液颜色会变红，根据产生氢气的量计算溶液中的OH-的浓度，进而算出溶液的pH。

(1)开始时开关K与a连接，是原电池，铁为负极，发生氧化反应，失去电子生成亚铁离子，电极方程式为Fe−2e−＝Fe2＋，故答案为：负；Fe−2e−＝Fe2＋；

(2)若开始时开关K与b连接，形成电解池装置，石墨为阳极，发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl−−2e−＝Cl2↑；铁为阴极发生还原反应，受到保护，这种保护方式为外加电流的阴极保护法，电极反应式为2H＋＋2e−＝H2↑；总的离子反应的方程式为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；故答案为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；

(3)A．溶液中Na＋向阴极移动，所以向乙极移动，故A错误；

B．石墨为阳极，发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl−−2e−＝Cl2↑，氯气能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，所以从甲极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，故B正确；

C．由总的反应2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，可知如果阴极持续是氯离子放电，反应一段时间后通入适量HCl气体可恢复到电解前电解质的浓度，故C错误；

D．只有氯化钠足量，反应一段时间后，甲电极和乙电极上收集到的气体体积相等，故D错误；

故答案为：B；

(4)若开始时开关K与b连接，形成电解池装置，铁为阴极，发生还原反应生成氢气和氢氧化钠，滴加酚酞溶液后溶液颜色会变红，产生22.4mLH2，物质的量为=0.001mol，根据2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-可知溶液中的n(OH-)=0.002mol，c(OH-)==0.01mol/L，根据c(OH-)c(H+)=10-14得c(H+)=10-12mol/L，溶液的pH=12；故答案为：乙；12。