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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 氯气 电解饱和氯化钠溶液 电化学有关的计算 试题正文
  • 填空题
    请从下图中选出必要的装置进行电解饱和食盐水的实验，要求测定产生的H2的体积(大于25 mL)，并检验Cl2的氧化性。

    （1）A极发生的电极反应式是_____________，B极发生的电极反应式是____________。
    （2）电源、电流表与A、B两极的正确连接顺序为L→ (   )→ (   )→ (   )→ (   )→ M。
    （3）设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序为：______接______、______接A、B接______、______接______。
    （4）证明Cl2具有氧化性的实验现象是___________________，其中发生反应的离子方程式是______________________________。
    （5）已知饱和食盐水150 mL，电流强度为I A，通电为t min时，测得H2体积为16.8 mL(标准状况)，此时溶液的pH约为________，阿伏加德罗常数NA的表达式为________________ (电子电量为1.6×10-19C )。
    本题信息：2012年云南省同步题化学填空题难度较难 来源:于丽娜
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本试题 “请从下图中选出必要的装置进行电解饱和食盐水的实验，要求测定产生的H2的体积(大于25 mL)，并检验Cl2的氧化性。（1）A极发生的电极反应式是_____________，B...” 主要考查您对

氯气

电解饱和氯化钠溶液

电化学有关的计算

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氯气:

①化学式:Cl2
②氯元素在周期表中的位置:第三周期ⅦA族
③氯原子的电子式:
④氯的原子结构示意图:
⑤氯原子的外围电子排布式:
⑥化学键类型:非极性共价键
⑦氯分子的电子式:
⑧氯分子的结构式:


氯气的物理性质和化学性质:

(1)物理性质：黄绿色，有刺激性气味，有毒，密度比空气大，能溶于水(1:2）。
(2)化学性质：氯气（Cl2）是双原子分子，原子的最外层有七个电子，是典型的非金属元素，单质是强氧化剂。
①氯气与金属反应： 2Na+Cl22NaCl（反应剧烈，产生大量白烟） 2Fe+3Cl22FeCl3（反应剧烈，产生大量棕褐色烟，溶于水成黄色溶液） Cu+Cl2CuCl2（反应剧烈，产生大量棕色的烟，溶于水成蓝色或绿色溶液）氯气能与绝大数金属都能发生反应，表明氯气是一种活泼的非金属单质。
②与非金属的反应 H2+Cl22HCl（纯净的氢气在氯气中安静的燃烧，芒白色火焰，在瓶口处有白雾产生）H2+Cl22HCl（发生爆炸） 2P+3Cl22PCl3（液态） PCl3+Cl2==PCl5（固态）磷在氯气中剧烈燃烧，产生大量的烟、雾。雾是PCl3，烟是PCl5。氯气能有很多非金属单质反应，如S、C、Si等。
③与碱反应 Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
④与某些还原性物质反应：Cl2+2FeCl2===2FeCl3 Cl2+SO2+2H2O==2HCl+H2SO4
⑤有机反应（参与有机反应的取代和加成反应）
CH4+Cl2→CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2→CCl4+HCl
Cl2+CH2=CH2→CH2Cl-CH2Cl（加成反应）
⑥与水反应 Cl2+H2OHCl+HClO
电解饱和氯化钠溶液：

在小烧杯(或U型管)里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液。用导线把碳棒、电池、电流表和铁钉相连(如图)。接通直流电源后，注意观察电流表的指针是否偏转，以及小烧杯内发生的现象，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。

注：粗铁钉要与直流电源的阴极相连，碳棒与阳极相连。
用玻璃棒沾湿润的KI淀粉试纸检验阳极气体。
(1)饱和食盐水电解时，电流表指针发生偏转，阴、阳极均有气体放出，阳极气体有刺激性气味，并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，且阴极区溶液变红。
(2) 阳极：2Cl-－2e-==Cl2↑
阴极：2H++2e-==H2↑(或2H2O+2e-==2OH-+H2↑)
总反应式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)阴极区溶液变红的原因：这是由于饱和食盐水中，水所电离出的H+在阴极放电，破坏了水的电离平衡
(H2OH++OH-)致使阴极区附近溶液中的OH-相对较多，溶液呈碱性，故酚酞变红。
(4)例用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。

电化学计算的基本方法和技巧：

原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液的pH计算、相对原子质量的计算，根据电量求产物的量或根据产物的量求电量等。通常有下列三种方法。
1．根据电子守恒法
计算用于串联电路中阴、阳两极产物或正、负两极产物的量的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
2．根据总反应式计算
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
3．根据关系式计算
运用得失电子守恒建立已知量与未知量之间的关系式。如以通过4mole一为桥梁可构建电极产物之间的如下关系式：

该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用这个关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。
特别提醒：在电化学计算中，还常利用和来计算电路中通过的电量。


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