化学:1.2《电能转化为化学能——电解第二课时》同步学案(鲁科版选修4)
化学:1.2《电能转化为化学能——电解第二课时》同步学案(鲁科版选修4)第3页

 例2、请用下图所示仪器装置设计一个包括:电解饱和食盐水并测定电解时产生的氢气的体积和检验氯气的氧化性的实验装置。  

  (1)所选仪器连接时,各接口的顺序是(填各接口的代号字母):A接     、     接     ;B 接       、       接       。

  (2)实验时,装置中的石墨电极接电源的   极,所发生的反应为      ;铁电极接电源的   极,所发生的反应为        ;此电解总反应方程式为        。

  (3)实验测得产生的氢气体积(已折算成标准状况)为5.60mL,电解后溶液的体积恰好为50.0mL,则溶液的pH 值为       。

解析:本题考查按实验要求设计组装合理实验装置的能力,并根据制得的H2的体积,计算电解后溶液的pH值。

  根据电解饱和食盐水阳极所发生的反应式:2Cl-―2e-=Cl2↑,为防止电极被腐蚀,实验中一般选用石墨作阳极。阴极发生的是水电离出的H+离子被还原,2H++2e-=H2↑,从而破坏水的电离平衡,在阴极区域里形成氢氧化钠,显碱性,阴极通常使用铁电极。电解的总是反应方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。

  原题U型管反应器中的两个电极未限定哪个是阳极或阴极,可任意选用。而反应器两边连接哪些仪器及其连接顺序,取决于A、B为哪种电极以及电极产物和实验要求。

  设A上电极为铁质阴极、B上电极为石墨阳极,则反应器两边所选用的各仪器接口连接顺序为:A接贮气瓶的G端,把水挤入量筒,用量筒测量出的水量,以测定产生的H2体积。B接洗气瓶的D端,生成的Cl2氧化洗气瓶里的淀粉KI溶液,以证明其氧化性,多余的Cl2通入烧杯里的C导管,借助氢氧化钠吸收Cl2,防止污染大气。

  已知电解产生H25.6mL,相当于

  2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑

        2mol 1mol

         x 0.00025mol

  x=2×0.00025mol=0.0005mol

  c(OH-)=

  pOH=2   ∴pH=14-2=12。

 答案:(1)A接G、F接H;B接D、E接C。