Question

15．依據(jù)電化學(xué)反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置．請(qǐng)根據(jù)要求回答下列問(wèn)題．
（1）若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁，按下開(kāi)關(guān)S₂：
①該裝置為原電池（填原電池或電解池）．
②鐵電極的電極反應(yīng)式是Fe-2e^-=Fe²⁺．
（2）若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂，按下開(kāi)關(guān)S₁：
①石墨電極的電極反應(yīng)式是2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
②實(shí)驗(yàn)室常用NaOH溶液吸收生成的氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
③若反應(yīng)中消耗1.17gNaCl，則理論上兩析產(chǎn)生氣體的總體積為0.448L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．

Answer 1

分析 （1）若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁，按下開(kāi)關(guān)S₂，裝置沒(méi)有外加電源，屬于原電池，在原電池的中活潑金屬Fe做負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（2）若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂，按下開(kāi)關(guān)S₁，裝置有外加電源，屬于電解池，F(xiàn)e是陰極，石墨是陽(yáng)極，電解飽和氯化鈉，在陰極上產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉，在陽(yáng)極上產(chǎn)生的是氯氣，根據(jù)電解池的工作原理結(jié)合電極反應(yīng)式進(jìn)行計(jì)算即可．

解答 解：（1）①若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁，按下開(kāi)關(guān)S₂，裝置沒(méi)有外加電源，屬于原電池，故答案為：原電池；
②在原電池的中活潑金屬Fe做負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Fe-2e^-=Fe²⁺；故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂，按下開(kāi)關(guān)S₁，裝置有外加電源，屬于電解池，F(xiàn)e是陰極，石墨是陽(yáng)極，電解飽和氯化鈉，在陰極上產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉，在陽(yáng)極上產(chǎn)生的是氯氣．
①石墨電極是陽(yáng)極，該電極的電極反應(yīng)式是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
②用NaOH溶液吸收生成的氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，故答案為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
③電解的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；若反應(yīng)中消耗1.17g即0.02molNaCl，產(chǎn)生氫氣和氯氣各是0.01mol，體積是0.02mol×22.4L/mol=0.448L．故答案為：0.448L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生原電池和電解池的工作原理的應(yīng)用知識(shí)，注意電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)和應(yīng)用是關(guān)鍵，難度不大．