6.某化學(xué)科研小組研究電解飽和食鹽水的相關(guān)內(nèi)容.
Ⅰ.設(shè)計(jì)如下方案測(cè)定飽和食鹽水的電解率.
[提示:飽和食鹽水的電解率=(電解的氯化鈉質(zhì)量/總的氯化鈉質(zhì)量)×100%]

方案一:將甲中A或B口的氣體通入乙中的洗氣瓶,通過(guò)測(cè)定洗氣瓶D在電解前后質(zhì)量變化來(lái)計(jì)算飽和食鹽水的電解率.
(1)電解飽和食鹽水總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑.
(2)與導(dǎo)管口C相連的一極為B(填“A”或“B”).甲裝置中產(chǎn)生NaOH的一極是鐵棒(填“鐵棒”或“碳棒”).
方案二:利用甲裝置電解后的溶液,通過(guò)中和滴定來(lái)測(cè)定飽和食鹽水的電解率.
實(shí)驗(yàn)過(guò)程為:
a.電解幾分鐘后,量取10.00mL電解液(從含NaOH的一極取液),加入錐形瓶中.
b.向錐形瓶中加入幾滴酚酞試液,用0.2000mol•L-1標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)液.
c.記錄滴定三次所耗鹽酸的體積如下:
實(shí)驗(yàn)序號(hào)鹽酸體積(mL)
第一次20.90
第二次21.00
第三次21.10
(3)滴定時(shí),邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶,直到溶液由紅色變無(wú)色,并保持半分鐘不褪色時(shí)停止滴定.
(4)若電解前飽和食鹽水的物質(zhì)的量濃度為5.4mol•L-1,則該食鹽水的電解率表示為7.78%(用分?jǐn)?shù)表示出來(lái)即可,不用化簡(jiǎn)).
(5)科研小組對(duì)比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):方案一測(cè)得的電解率小于方案二的電解率,請(qǐng)分析可能的原因解生成的氯氣不能完全被吸收.

分析 (1)電解飽和食鹽水,溶液中氯離子在陽(yáng)極上失電子生成氯氣,氫離子在陰極得到電子生成氫氣,據(jù)此書寫電解反應(yīng);
(2)氫氧化鈉溶液可以吸收氯氣發(fā)生反應(yīng),電解池中B端為陽(yáng)極生成氯氣,裝置B連C;依據(jù)甲裝置圖分析電解飽和食鹽水,氫離子在陰極得到電子生成氫氣,陰極附近氫氧根離子濃度增大;
(3)用鹽酸滴定氫氧化鈉溶液,加入酚酞作指示劑,則滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí),溶液顯示中性,據(jù)此確定滴定終點(diǎn);
(4)根據(jù)電解后得到氫氧化鈉的濃度計(jì)算電解了的氯化鈉的量,進(jìn)而計(jì)算電解率;
(5)根據(jù)氯氣吸收不完全分析解答.

解答 解:(1)電解飽和食鹽水,溶液中氯離子在陽(yáng)極上失電子生成氯氣,氫離子在陰極得到電子生成氫氣,電解反應(yīng)為:2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑;故答案為:2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(2)洗氣瓶D中盛放的為足量的氫氧化鈉溶液,通過(guò)測(cè)定洗氣瓶D在電解前后的質(zhì)量變化來(lái)計(jì)算飽和食鹽水的電解率,氫氧化鈉溶液可以吸收氯氣發(fā)生反應(yīng),電解池中B端為陽(yáng)極生成氯氣,裝置B連C,甲裝置圖分析電解飽和食鹽水,溶液中氯離子在陽(yáng)極上失電子生成氯氣,氫離子在陰極得到電子生成氫氣,陰極附近氫氧根離子濃度增大,所以甲裝置中產(chǎn)生NaOH的一極是陰極鐵棒,故答案為:B;鐵棒;
(3)用鹽酸滴定氫氧化鈉溶液,加入酚酞作指示劑,滴入最后一滴時(shí),錐形瓶中溶液顏色由紅色變無(wú)色,并保持半分鐘不褪色;故答案為:紅色變無(wú)色,并保持半分鐘不褪色;
(4)2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑,電解消耗鹽酸的體積是:$\frac{20.90+21.10+21.00}{3}$mL=21.00mL,消耗鹽酸的物質(zhì)的量:0.021L×0.2mol/L=0.0042mol,所以10mL電解液中,電解的氯化鈉物質(zhì)的量為0.0042mol,質(zhì)量=0.0042mol×58.5g/mol=0.2457g,10mL溶液氯化鈉溶液中含有溶質(zhì)氯化鈉質(zhì)量=5.4mol/L×0.01L×58.5g/mol=3.159g,電解率=$\frac{0.2457g}{3.159g}$=7.78%;故答案為:7.78%;
(5)因?yàn)殡娊馍傻穆葰獠荒芡耆晃,所以方案一測(cè)得的電解率小于方案二的電解率,故答案為:解生成的氯氣不能完全被吸收.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理的分析應(yīng)用,電解率實(shí)驗(yàn)測(cè)定方案的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算,注意金屬電解后溶液中溶質(zhì)成分是計(jì)算關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

13.下列化合物分子中,在核磁共振氫譜圖中能給出三種信號(hào)的是( 。
A.CH3OCH3B.CH3CH2CHOC.CH3CH2CH2COOHD.CH3CH2CH3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:推斷題

14.有A、B、C、D、E、F六種微粒,E氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色其中A~E五種微粒均由兩種元素組成且均含10個(gè)電子,它們有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系:
(1)寫出微粒的空間構(gòu)型:A三角錐形 C正四面體;
(2)A~E五種微粒中含有配位鍵的是H3O+、NH4+(寫微粒的化學(xué)式).比較鍵角:A<C(填“>”“<”“=”).
(3)E易溶于D,其原因是氨分子與水分子間易形成氫鍵.
(4)將過(guò)量的F滴加到CuSO4溶液中,生成深藍(lán)色的溶液,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式是Cu2++4NH3•H2O=[Cu(NH34]2++4H2O.
(5)Si、N、O三種元素的電負(fù)性從大到小的順序是O、N、Si.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

14.短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增,a、b、c、d、e、f是由這些元素組成的化合物,d為離子化合物,其結(jié)構(gòu)中還含非極性共價(jià)鍵,m為元素Y的單質(zhì),通常為無(wú)色無(wú)味的氣體.上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.原子半徑:W<X<Y<ZB.陰離子的還原性:Y>W(wǎng)
C.簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Y>XD.a一定由W、X兩種元素組成

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

1.M、N、W、Q是元素周期表中1-20號(hào)元素,其原子序數(shù)依次增大,且M、N、W相鄰.M的核電荷數(shù)為N的核外電子數(shù)的一半,N與Q可形成化合物Q2N.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:N的氫化物>W(wǎng)的氫化物
B.簡(jiǎn)單離子的半徑:Q的離子>W(wǎng)的離子>N的離子
C.NM2、Q2N都是含有極性鍵的化合物
D.W和M元素可形成W2M等化合物

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:推斷題

11.已知有機(jī)物A、B、C、D、E、F有以下轉(zhuǎn)化關(guān)系.A的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工生產(chǎn)水平的標(biāo)志;D能使石蕊試液變紅;E是不溶于水且具有水果香味的無(wú)色液體,相對(duì)分子質(zhì)量是C的2倍;F是塑料的主要成分之一,常用于制食品包裝袋.結(jié)合如圖關(guān)系回答問題:

(1)按要求回答下列問題:
①寫出A、E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:ACH2=CH2、ECH3COOCH2CH3;(每空1分)
②寫出B、C、D、E中官能團(tuán)的名稱:B羥基、C、醛基D羧基E、酯基;
③寫出反應(yīng)②的反應(yīng)方程式:2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O
(2)A與苯都是石油化工的重要產(chǎn)品,在一定條件下A可以轉(zhuǎn)化生成苯,按要求回答下列問題:
苯可以發(fā)生取代反應(yīng),寫出由苯制備溴苯的化學(xué)反應(yīng)方程式:

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

18.決定核素種類的是( 。
A.質(zhì)子數(shù)B.質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)C.中子數(shù)D.核外電子數(shù)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

15.電子計(jì)算機(jī)所用鈕扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其電極反應(yīng)是:
Zn+2OH--2e-═ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-.下列判斷正確的是( 。
A.鋅為正極,Ag2O為負(fù)極
B.鋅為負(fù)極,Ag2O為正極
C.原電池工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能
D.原電池工作時(shí),負(fù)極區(qū)溶液pH增大

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

16.以Zn和Cu為電極,稀H2SO4為電解質(zhì)溶液形成的原電池,某實(shí)驗(yàn)興趣小組做完實(shí)驗(yàn)后,在讀書卡片上記錄如下:
①Zn為正極,Cu為負(fù)極
②H+向負(fù)極移動(dòng)
③Cu極有H2產(chǎn)生
④電子流動(dòng)方向Zn→Cu
⑤正極的電極反應(yīng)式是Zn-2e-=Zn2+
⑥若有1mol電子流過(guò)導(dǎo)線,則理論上產(chǎn)生0.5mol H2
(1)卡片中記錄合理的是③④⑥(填序號(hào))
(2)該電池總反應(yīng)的離子方程式是Zn+2H+=Zn2++H2
(3)若將稀硫酸換成硫酸銅溶液,電極質(zhì)量增加的是銅極    (填“鋅極”或“銅極”)

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