Question

某中學(xué)課外興趣小組用惰性電極電解飽和食鹽水（含少量Ca²⁺、Mg²⁺）作系列探究，裝置如圖所示：
（1）電解時，甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)電極a附近溶液出現(xiàn)渾濁，請用離子方程式表示原因

2H⁺+2e^-═H₂↑，Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓

．
（2）一段時間后，你認(rèn)為C中溶液可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是

有淡黃色沉淀

，請用離子方程式表示原因

Cl₂+S^2-═2Cl^-+S↓

．
（3）實驗結(jié)束后，乙同學(xué)將A中的物質(zhì)冷卻后加入到H₂S溶液中發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn)，但加入到稀鹽酸中卻沒有任何現(xiàn)象．請用化學(xué)方程式和簡要的文字解釋原因：

Ag與H₂S的反應(yīng)式為2Ag+H₂S═Ag₂S+H₂，表明Ag₂S的溶解度比AgCl小很多

．
（4）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，興趣小組的同學(xué)們都特別注意到D中溶液紅色逐漸褪去．他們對溶液紅色褪去的主要原因提出了如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二．
假設(shè)一：B中逸出氣體與水反應(yīng)生成的物質(zhì)有強(qiáng)氧化性，使紅色逐漸褪去；
假設(shè)二：

可能是H⁺中和了OH^-造成褪色

．
（5）請你設(shè)計實驗驗證上述假設(shè)一，寫出實驗步驟及結(jié)論

取少量D中褪色后的溶液于試管中，滴加1～2滴酚酞溶液，如果又顯紅色，則假設(shè)一正確

．

Answer 1

分析：電解飽和食鹽水產(chǎn)生的氣體為氫氣和氯氣，氯氣具有強(qiáng)氧化性，而氫氣在加熱條件下具有較強(qiáng)還原性，根據(jù)裝置圖可知a、b分別陰極和陽極，a極產(chǎn)生的氫氣將氧化銀還原為單質(zhì)銀，而b極產(chǎn)生的氯氣可氧化硫化鈉．過量的氯氣通入含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色的原因可能為H⁺中和了OH^-，也可能是氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸的強(qiáng)氧化性所致．

解答：解：依據(jù)裝置圖分析可知，電解飽和食鹽水產(chǎn)生的氣體為氫氣和氯氣，氯氣具有強(qiáng)氧化性，而氫氣在加熱條件下具有較強(qiáng)還原性，根據(jù)裝置圖可知a、b分別陰極和陽極，a極產(chǎn)生的氫氣將氧化銀還原為單質(zhì)銀，電極附近水的電離平衡被破壞，氫離子放電減少，氫氧根在內(nèi)的增大，結(jié)合溶液中的鎂離子生成氫氧化鎂沉淀；而b極產(chǎn)生的氯氣可氧化硫化鈉．過量的氯氣通入含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色的原因可能為H⁺中和了OH^-，也可能是氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸的強(qiáng)氧化性所致；
（1）電解時，甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)電極a附近溶液出現(xiàn)渾濁，依據(jù)判斷可知，a電極為電解池的陰極，溶液中氫離子放電生成氫氣，破壞了電極附近水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大，結(jié)合溶液中鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，溶液變渾濁，反應(yīng)的離子方程式為：2H⁺+2e^-═H₂↑，Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑，Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（2）B裝置中的b電極為電解池陽極，溶液中氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，氯氣通過硫化鈉溶液把硫離子氧化為硫單質(zhì)，溶液變渾濁出現(xiàn)淡黃色沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+S^2-═2Cl^-+S↓；
故答案為：有淡黃色沉淀；Cl₂+S^2-═2Cl^-+S↓；
（3）電解飽和食鹽水產(chǎn)生的氣體為氫氣和氯氣，氯氣具有強(qiáng)氧化性，而氫氣在加熱條件下具有較強(qiáng)還原性，根據(jù)裝置圖可知a、b分別陰極和陽極，a極產(chǎn)生的氫氣將氧化銀還原為單質(zhì)銀，將A中的物質(zhì)冷卻后加入到H₂S溶液中發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn)，但加入到稀鹽酸中卻沒有任何現(xiàn)象，說明固體中無氧化銀，銀單質(zhì)和鹽酸不反應(yīng)，和氫硫酸反應(yīng)生成沉淀只能是硫化銀沉淀，表明Ag₂S的溶解度比AgCl小很多，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Ag+H₂S═Ag₂S+H₂；
故答案為：Ag與H₂S的反應(yīng)式為2Ag+H₂S═Ag₂S+H₂，表明Ag₂S的溶解度比AgCl小很多；
（4）過量的氯氣通入含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色的原因可能為H⁺中和了OH^-，也可能是氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸的強(qiáng)氧化性所致．題干中假設(shè)一是氯氣和水反應(yīng)生成的次氯酸的氧化性主要作用，假設(shè)二是氫氧根離子被氫離子中和反應(yīng)造成了溶液褪色，
故答案為：可能是H⁺中和了OH^-造成褪色；
（5）過量的氯氣通入含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色的原因可能為H⁺中和了OH^-，也可能是氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸的強(qiáng)氧化性所致，證明假設(shè)是否正確，可以取用褪色的溶液與試管中，再滴入酚酞試液，若變紅色證明假設(shè)一正確，
故答案為：取少量D中褪色后的溶液于試管中，滴加1～2滴酚酞溶液，如果又顯紅色，則假設(shè)一正確．

點(diǎn)評：本題考查了電解原理應(yīng)用，物質(zhì)性質(zhì)的實驗設(shè)計方法和實驗驗證的方案設(shè)計，電解池電極判斷，生成產(chǎn)物及其物質(zhì)性質(zhì)的熟練掌握是解題關(guān)鍵，題目難度中等．