Question

10．如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中．
（1）僅K₁閉合，石墨棒周圍溶液pH升高，其電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．
（2）僅K₂閉合，在鐵棒附近滴加酚酞顯紅色，理由是H₂O?H⁺+OH^-，由于2H⁺+2e^-=H₂↑，使平衡正向移動(dòng)，結(jié)果c（H⁺）＜c（OH^-）（用平衡移動(dòng)原理解釋）．
（3）僅K₂閉合，發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．

Answer 1

分析 僅閉合K₁，該裝置沒(méi)有外接電源，構(gòu)成原電池，較活潑的金屬鐵作負(fù)極，石墨棒作正極，正極上氧氣得電子生成氫氧根，則石墨棒周圍溶液pH升高；
僅閉合K₂，該裝置有外接電源，構(gòu)成電解池，F(xiàn)e與負(fù)極相連為陰極，碳棒與正極相連為陽(yáng)極，水電離出的氫離子在陰極放電產(chǎn)生氫氣，溶液中的氯離子在陽(yáng)極放電產(chǎn)生氯氣，據(jù)此解答．

解答 解：（1）僅閉合K₁，構(gòu)成原電池，較活潑的金屬鐵作負(fù)極，石墨棒作正極，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）僅閉合K₂，構(gòu)成電解池，F(xiàn)e與負(fù)極相連為陰極，水電離出的氫離子在陰極放電產(chǎn)生氫氣，由于水存在電離平衡H₂O?H⁺+OH^-，2H⁺+2e^-=H₂↑，使平衡正向移動(dòng)，結(jié)果c（H⁺）＜c（OH^-），溶液呈堿性，則鐵棒附近滴加酚酞顯紅色，
故答案為：H₂O?H⁺+OH^-，由于2H⁺+2e^-=H₂↑，使平衡正向移動(dòng)，結(jié)果c（H⁺）＜c（OH^-）；
（3）僅閉合K₂，為電解飽和食鹽不水，鐵作陰極不參加反應(yīng)，總反應(yīng)離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池和電解池的工作原理，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生分析能力的考查，能正確判斷電池的類型及兩極的反應(yīng)是解本題的關(guān)鍵，題目難度中等．