2.某化學(xué)研究性小組采用如下裝置(夾持和加熱儀器已略去)電解飽和食鹽水一段時(shí)間,并通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定產(chǎn)物的量來判斷飽和食鹽水的電解率.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%

甲方案:利用甲、乙裝置測(cè)定飽和食鹽水的電解率
(1)若飽和食鹽水中滴有酚酞,則電解過程中甲裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:左右碳棒上都有氣泡產(chǎn)生,左邊碳棒附近溶液變紅.
(2)若洗氣瓶a中盛放的為足量的氫氧化鈉溶液,通過測(cè)定洗氣瓶a在電解前后的質(zhì)量變化來計(jì)算飽和食鹽水的電解率,則正確的連接順序?yàn)锽連C(填A(yù)、B、C、D、E等導(dǎo)管口),則洗氣瓶a中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH-=H2O+Cl-+ClO-
乙方案:利用甲、丙裝置測(cè)定飽和食鹽水的電解率
(3)對(duì)于乙方案,有同學(xué)提出有兩種方法都可測(cè)得飽和食鹽水的電解率
Ⅰ.通過測(cè)定硬質(zhì)玻璃管中氧化銅固體前后質(zhì)量差來計(jì)算飽和食鹽水的電解率
Ⅱ.通過測(cè)定丙裝置中除硬質(zhì)玻璃管外的某裝置前后質(zhì)量差來計(jì)算飽和食鹽水的電解率
①一同學(xué)認(rèn)為可以在乙方案方法Ⅱ中的裝置中添加一干燥裝置防止外界空氣中的水蒸氣的干擾,則該干燥裝置應(yīng)與D口連接 (填A(yù)、B、C、D、E等導(dǎo)管口).
②另一同學(xué)認(rèn)為乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)論都不正確,你是否同意?請(qǐng)說明理由意,在乙方案中氫氣還原氧化銅,氫氣不能全部反應(yīng),誤差太大.
丙方案:只利用甲裝置測(cè)定飽和食鹽水的電解率
(4)若電解150mL飽和食鹽水一段時(shí)間,測(cè)得溶液的為pH為14,求飽和食鹽水的電解率16.6%(假設(shè)電解前后溶液體積不變,飽和食鹽水密度約為1.33g/mL,溶解度為36.0g).

分析 (1)甲裝置電解飽和食鹽水,左側(cè)碳棒連接電源負(fù)極,為陰極,右側(cè)碳棒連接電源正極,為陽極,溶液中氯離子在陽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,遇到酚酞溶液變紅色;
(2)甲裝置中B口導(dǎo)出的氣體為氯氣,用氫氧化鈉溶液吸收氯氣,反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉與水;
(3)①利用甲、丙裝置測(cè)定飽和食鹽水的電解率,方法Ⅱ通過測(cè)定丙裝置中除硬質(zhì)玻璃管外的某裝置前后質(zhì)量差來計(jì)算飽和食鹽水的電解率,是利用U形管測(cè)定氫氣還原氧化銅過程中生成的水蒸氣,要防止外界空氣中的水蒸氣等被U形管中堿石灰吸收;
②乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)論都不正確,主要是氫氣還原氧化銅過程中不能全部發(fā)生反應(yīng),造成誤差;
(4)根據(jù)溶液pH計(jì)算氫氧根離子濃度,結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算反應(yīng)的氯化鈉質(zhì)量,利用溶解度計(jì)算150ml溶液中氯化鈉的質(zhì)量,用反應(yīng)的氯化鈉質(zhì)量除以原溶液中氯化鈉質(zhì)量得到食鹽水的電解率.

解答 解:(1)甲裝置電解飽和食鹽水,左側(cè)碳棒連接電源負(fù)極,為陰極,右側(cè)碳棒連接電源正極,為陽極,溶液中氯離子在陽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,遇到酚酞溶液變紅色,電解過程中甲裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為:左右碳棒上都有氣泡產(chǎn)生,左邊碳棒附近溶液變紅,
故答案為:左右碳棒上都有氣泡產(chǎn)生,左邊碳棒附近溶液變紅;
(2)甲裝置中B口導(dǎo)出的氣體為氯氣,用氫氧化鈉溶液吸收氯氣,則裝置B連C,反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉與水,離子方程式為:Cl2+2OH-=H2O+Cl-+ClO-,
故答案為:B;C;Cl2+2OH-=H2O+Cl-+ClO-;
(3)①利用甲、丙裝置測(cè)定飽和食鹽水的電解率,方法Ⅱ通過測(cè)定丙裝置中除硬質(zhì)玻璃管外的某裝置前后質(zhì)量差來計(jì)算飽和食鹽水的電解率,是利用U形管測(cè)定氫氣還原氧化銅過程中生成的水蒸氣,在乙方案方法Ⅱ中的裝置中添加一干燥裝置防止外界空氣中的水蒸氣的干擾,應(yīng)連接裝置D處,
故答案為:D;
②乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)論都不正確,主要是氫氣還原氧化銅過程中不能全部發(fā)生反應(yīng),造成誤差,
故答案為:同意,在乙方案中氫氣還原氧化銅,氫氣不能全部反應(yīng),誤差太大;
(4)若電解150mL飽和食鹽水一段時(shí)間,測(cè)得溶液的為pH為14,則c(H+)=10-14mol/L,c(OH-)=1mol/L,氫氧根離子物質(zhì)的量=0.15L×1mol/L=0.15mol,由2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑可知,電解的氯化鈉物質(zhì)的量為0.15mol,其質(zhì)量=0.15mol×58.5g/mol=8.775g,飽和食鹽水密度約為1.33g/mL,150mL飽和食鹽水質(zhì)量=1.33g/mL×150ml=199.5g,溶液中含有溶質(zhì)氯化鈉質(zhì)量=199.5g×$\frac{36}{100+36}$=52.81g,電解率=$\frac{8.775g}{52.81g}$×100%=16.6%,
故答案為:16.6%.

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理應(yīng)用、定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)、對(duì)裝置的分析評(píng)價(jià)等,關(guān)鍵是對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解,側(cè)重考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的遷移應(yīng)用,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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13.除去下列物質(zhì)中的雜質(zhì)(括號(hào)中為雜質(zhì))選用試劑正確的是(  )
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13.香豆素是一種天然香料,存在于黑香豆、蘭花等植物中.工業(yè)上常用水楊醛與乙酸酐在催化劑存在下加熱反應(yīng)制得:
以下是由甲苯為原料生產(chǎn)香豆素的一種合成路線(部分反應(yīng)條件及副產(chǎn)物已略去)

已知以下信息:
A中有五種不同化學(xué)環(huán)境的氫
B可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)同一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基通常不穩(wěn)定,易脫水形成醛基.請(qǐng)回答下列問題:
(1)香豆素的分子式為C9H6O2
(2)由甲苯生成A的反應(yīng)類型為取代反應(yīng);A的化學(xué)名稱為2-氯甲苯
(3)由B生成C的化學(xué)反應(yīng)方程式為
(4)D的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的還有3 種,其中:
①既能發(fā)生銀境反應(yīng),又能發(fā)生水解反應(yīng)的是(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)
②能夠與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2的是(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)

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10.將含有CuSO4、NaCl、KNO3各1mol的溶液分別置于甲、乙、丙三個(gè)燒杯中進(jìn)行電解(電極均為石墨且質(zhì)量相等),如圖1所示.接通電源一段時(shí)間后,b電極質(zhì)量增加;常溫下,三個(gè)燒杯中溶液的pH隨通電時(shí)間的變化如圖2.
(1)M是直流電源的正極;(填“正”或“負(fù)”)
(2)乙燒杯內(nèi)若滴入酚酞試液,則在d極區(qū)域先出現(xiàn)紅色;(填“c”或“d”)
(3)0~t1秒內(nèi),e電極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為5.6L,t1秒時(shí),電極b、c的質(zhì)量差為32g;
(4)t2秒時(shí),若將直流電源正、負(fù)極對(duì)調(diào),則電解至各電極質(zhì)量均不再發(fā)生變化的過程中,a電極涉及到的電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑,Cu2++2e-=Cu.

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17.某學(xué)生欲完成反應(yīng)2Ag+2HCl═2AgCl↓+H2↑,設(shè)計(jì)了四個(gè)實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為可行的是( 。
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7.食鹽是重要的化工原料,電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式:2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑,電解食鹽水中加入了幾滴酚酞試液,接通電,陽極產(chǎn)生Cl2,以濕潤(rùn)的淀粉KI試紙檢驗(yàn),還可以看到陰極附近的溶液變紅,檢驗(yàn)陰極氣體的方法是爆鳴實(shí)驗(yàn).將其中兩種產(chǎn)物化合又可以得到氯化氫,屬于強(qiáng)(強(qiáng)、弱、非)電解質(zhì),將其溶于水后的電離方程式為HCl=H++Cl-

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9.如圖所表示的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的是(  )
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