Question

4．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用，如圖為工業(yè)制氯氣的裝置原理．U型管中裝有電解液a；X、Y是兩根電極棒，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）a是飽和食鹽水溶液．
（2）電解時(shí)在X極附近觀察到的現(xiàn)象是有無(wú)色氣體產(chǎn)生，電極周圍溶液變紅色．Y電極上的產(chǎn)物是氯氣，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)，檢驗(yàn)涉及的化學(xué)方程式為：Cl₂+2KI=2KCl+I₂．
（3）工業(yè)制氯氣的原理：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑（用離子方程式來(lái)表示）
（4）尾氣處理所用試劑為NaOH溶液，涉及的化學(xué)方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

Answer 1

分析 （1）工業(yè)上利用電解飽和食鹽水來(lái)制備氯氣；
（2）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，Y電極上氯離子放電生成氯氣，氯氣可以用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，X電極上氫離子放電，同時(shí)該電極附近生成氫氧根離子；
（3）電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣；
（4）氯氣有毒一般用氫氧化鈉溶液吸收，氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水．

解答 解：（1）工業(yè)上利用電解飽和食鹽水來(lái)制備氯氣，則a是飽和食鹽水溶液，故答案為：飽和食鹽水；
（2）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，X為陰極，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)該電極附近生成氫氧根離子，因此電極附近溶液變紅色；Y電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氯氣具有氧化性，能氧化碘離子生成碘單質(zhì)，碘遇淀粉試液變藍(lán)色，所以氯氣可以用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，氯氣與KI反應(yīng)生成KCl和單質(zhì)碘，其反應(yīng)為Cl₂+2KI=2KCl+I₂；
故答案為：有無(wú)色氣體產(chǎn)生，電極周圍溶液變紅色；氯氣；把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)；Cl₂+2KI=2KCl+I₂；
（3）電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，其電解的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（4）氯氣有毒一般用氫氧化鈉溶液吸收，氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，其反應(yīng)的方程式為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
故答案為：NaOH溶液；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池原理，涉及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)、氯氣的檢驗(yàn)、氯氣的性質(zhì)、尾氣處理等知識(shí)點(diǎn)，知道離子放電順序及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法、氯氣的檢驗(yàn)方法及現(xiàn)象是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．