Question

4．電解原理在化學工業中有廣泛應用，如圖為工業制氯氣的裝置原理．U型管中裝有電解液a；X、Y是兩根電極棒，通過導線與直流電源相連，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液．請回答以下問題：
（1）a是飽和食鹽水溶液．
（2）電解時在X極附近觀察到的現象是有無色氣體產生，電極周圍溶液變紅色．Y電極上的產物是氯氣，檢驗該電極反應產物的方法是把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍，檢驗涉及的化學方程式為：Cl₂+2KI=2KCl+I₂．
（3）工業制氯氣的原理：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑（用離子方程式來表示）
（4）尾氣處理所用試劑為NaOH溶液，涉及的化學方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

Answer 1

分析 （1）工業上利用電解飽和食鹽水來制備氯氣；
（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，氯氣可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗，X電極上氫離子放電，同時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生成氯化鈉、次氯酸鈉和水．

解答 解：（1）工業上利用電解飽和食鹽水來制備氯氣，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電極為陽極，陽極上氯離子放電生成氯氣，電極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氯氣具有氧化性，能氧化碘離子生成碘單質，碘遇淀粉試液變藍色，所以氯氣可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗，氯氣與KI反應生成KCl和單質碘，其反應為Cl₂+2KI=2KCl+I₂；
故答案為：有無色氣體產生，電極周圍溶液變紅色；氯氣；把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍；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生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，其反應的方程式為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
故答案為：NaOH溶液；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

點評 本題考查原電池原理，涉及電極反應式的書寫、氯氣的檢驗、氯氣的性質、尾氣處理等知識點，知道離子放電順序及電極反應式的書寫方法、氯氣的檢驗方法及現象是解題的關鍵，題目難度中等．