Question

（2009?江門一模）某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)環(huán)保型消毒液發(fā)生器，如圖所示裝置，用一石墨作電極電解飽和NaCl溶液，請你完成以下實(shí)驗(yàn)探究過程：
已知25℃H2CO3K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11、HClO  K=2.9×10^-8
（1）推斷電源電極名稱：a為

負(fù)

極，電解過程中，與電源正極相連的電極反應(yīng)式為

2Cl^--2e^-=Cl₂↑

．與電源負(fù)極相連的電極附近溶液pH

升高

．（填“不變，“升高”或“降低”）
（2）產(chǎn)生消毒液過程的有關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式：

2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O

．
（3）若要保存消毒液必須密封，原因是（用化學(xué)方程式表示）

NaClO+H₂O+CO₂=NaHCO₃+HClO

．
（4）有人認(rèn)為該消毒液和“潔廁液”（含鹽酸）混合使用能增強(qiáng)清潔效果，你認(rèn)為可行嗎？
為什么？

不行，因?yàn)槎�者混合�?HCl+NaClO=Cl₂↑+NaCl+H₂O

（5）對該消毒液對碳鋼制品是否有腐蝕作用進(jìn)行探究．
僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、藥匙；光亮的鐵釘、
消毒液、酚酞試液、2mol/L鹽酸、lmol/L硫酸、2mol/L硝酸、20%KSCN溶液．

假設(shè)	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象	結(jié)論
①有明顯現(xiàn)象	用燒杯取少量消毒液，將一顆光亮的鐵釘放入燒杯，浸泡一段時(shí)間	鐵定表面出現(xiàn)鐵銹	鐵定被銹蝕
②無明顯現(xiàn)象，要進(jìn)一步探究	用試管取少量（實(shí)驗(yàn)①）浸泡后的溶液，滴加足量的1mol/L的硫酸酸化，再用滴管滴加幾滴20%的KSCN溶液	溶液不變色或溶液顯血紅色	鐵釘可能未被腐蝕也可能被腐蝕

Answer 1

分析：（1）電解池中，陽極是陰離子放電，陰極是陽離子放電，氯氣能和氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉，可以制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液；
（2）根據(jù)電解原理書寫電解方程式；
（3）次氯酸鈉可以和碳酸反應(yīng)生成次氯酸和碳酸氫鈉；
（4）次氯酸可以和鹽酸反應(yīng)，發(fā)生的事氯元素的歸中反應(yīng)；
（5）消毒液對碳鋼制品是否有腐蝕作用可以通過鐵定是否生銹或是否被氧化來判斷，三價(jià)鐵遇到KSCN顯紅色，鐵銹是紅褐色的物質(zhì)．

解答：解：（1）電解氯化鈉溶液時(shí)，陽極是氯離子失電子生成氯氣的過程，陰極是氫離子的電子生成氫氣的過程，為使Cl₂被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，所以一定要讓氯氣在b電極產(chǎn)生，所以b電極是陽極，與電源正極相連，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，a電極是陰極，發(fā)生電極反應(yīng)：2H⁺+2e^-=H₂↑，該極消耗氫離子，電極附近溶液pH升高，故答案為：負(fù)；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；升高；
（2）電解飽和食鹽水的原理方程式為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，生成的氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)可以制得消毒液，即2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O；
（3）次氯酸酸性弱于碳酸，次氯酸鈉可以和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉和次氯酸，
即NaClO+H₂O+CO₂=NaHCO₃+HClO，而導(dǎo)致漂白粉失效，故答案為：NaClO+H₂O+CO₂=NaHCO₃+HClO；
（4）次氯酸酸性弱于鹽酸，所以次氯酸鈉可以和鹽酸發(fā)生歸中反應(yīng)生成氯氣，所以消毒液和“潔廁液”（含鹽酸）混合使用沒有清潔效果，故答案為：不行，因?yàn)槎�者混合�?HCl+NaClO=Cl₂↑+NaCl+H₂O；
（5）消毒液具有氧化性，可以將鐵釘氧化，但被氧化后會(huì)發(fā)現(xiàn)鐵釘生銹，生成的三價(jià)鐵離子能使KSCN顯紅色，可以根據(jù)鐵定是否生銹以及是否出現(xiàn)使得KSCN鮮紅色的溶液這一現(xiàn)象來判斷，故答案為：

假設(shè)	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象	結(jié)論
	用燒杯取少量消毒液，將一顆光亮的鐵釘放入燒杯，浸泡一段時(shí)間	鐵定表面出現(xiàn)鐵銹	鐵定被銹蝕
	用試管取少量（實(shí)驗(yàn)①）浸泡后的溶液，滴加足量的1mol/L的硫酸酸化，再用滴管滴加幾滴20%的KSCN溶液	溶液不變色或溶液顯血紅色	鐵釘可能未被腐蝕也可能被腐蝕

．

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生利用電解裝置獲得消毒液的原理和方法，是一道考查學(xué)生綜合知識(shí)的題目，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度大．