Question

某研究性學(xué)習(xí)小組利用廢滴定管、舊電池中石墨電極、玻璃管等設(shè)計(jì)如下圖所示的環(huán)保型裝置進(jìn)行如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：

(1)在抗擊“禽流感”斗爭(zhēng)中，消毒液需求量猛增。利用如右圖裝置制備消毒液：電解氯化鈉溶液制取“84”消毒液，氯氣被完全吸收，則對(duì)電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是(    )

A.a為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaCl          B.a為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaCl

C.a為陽極，b為陰極；HClO和NaCl            D.a為陰極，b為陽極；HClO和NaCl

(2)適當(dāng)改變電極也可用上圖裝置制取氫氧化亞鐵。通電后，溶液中產(chǎn)生大量白色沉淀，且較長(zhǎng)時(shí)間不變色。下列說法中正確的是(    )

A.電源中的a一定為正極，b一定為負(fù)極

B.不能使用氯化鈉溶液作電解液

C.A、B兩端都必須使用鐵作電極

D.B電極發(fā)生的反應(yīng)可能是：2H₂O+2e^-H₂↑+2OH^-

Answer 1

解析：本題考查根據(jù)電化學(xué)原理設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?1)題眼是“氯氣被完全吸收”，“環(huán)保型”。該題可根據(jù)題干提供的要求，通過讀圖判斷直流電源如何連接才能達(dá)到制得消毒液的目的。上端的電極如果接通電源正極，通電電解時(shí)，產(chǎn)生氯氣，氯氣由玻璃管直接排放到大氣中，污染環(huán)境。如果電源的正極接通下方的電極，下端產(chǎn)生氯氣，上端產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉，氫氣由玻璃管直接排出，氯氣在向上運(yùn)動(dòng)的過程中，被氫氧化鈉溶液吸收后，生成次氯酸鈉和氯化鈉溶液。

(2)制取氫氧化亞鐵，必須提供OH^-、Fe²⁺；根據(jù)電解原理，與電源負(fù)極相接的電極為電解池的陰極，與電源正極相連的電極為陽極。陰極：物質(zhì)得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)；陽極：物質(zhì)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。所以，鐵必須為陽極，發(fā)生Fe-2e^-Fe²⁺。要在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，只有發(fā)生2H₂O+2e^-2OH^-+H₂↑，電解質(zhì)溶液增強(qiáng)導(dǎo)電性，但不參與陰極反應(yīng)，即金屬活潑性順序表中氫前的金屬鹽溶液或強(qiáng)堿溶液符合條件。不能用酸作電解質(zhì)溶液，因?yàn)殡娊馑崛芤�，開始不能產(chǎn)生OH^-，無氫氧化亞鐵生成。綜上所述，電源的電極不確定，可以用氯化鈉溶液作電解液，陽極必須用鐵作電極，陰極不一定用鐵作電極，可以用其他電極；b電極可能是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H₂O+2e^-H₂↑+2OH^-。D項(xiàng)，重在“可能”二字。氫氣從導(dǎo)管逸出，可以在A極產(chǎn)生，也可以在B極產(chǎn)生。

答案：(1)B  (2)D