Question

甲、乙兩池電極材料都是鐵棒與碳棒，請回答下列問題：
（1）若兩池中均為CuSO₄溶液，反應(yīng)一段時間后：
①有紅色物質(zhì)析出的是甲池中的

碳

棒，乙池中的

鐵

棒．
②乙池中陽極的電極反應(yīng)式是

4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑

．
（2）若兩池中均為飽和NaCl溶液：
①寫出乙池中總反應(yīng)的離子方程式

2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-

．
②甲池中碳極上電極反應(yīng)式是

2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-

，乙池碳極上電極反應(yīng)屬于

氧化反應(yīng)

（填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”）．
③將濕潤的淀粉KI試紙放在乙池碳極附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，待一段時間后又發(fā)現(xiàn)藍(lán)色褪去．這是因?yàn)檫^量的Cl₂將生成的I₂又氧化．若反應(yīng)的Cl₂和I₂物質(zhì)的量之比為5：1，且生成兩種酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl

．
④若乙池轉(zhuǎn)移0.02mol e^-后停止實(shí)驗(yàn)，池中溶液體積是200mL，測溶液混勻后的pH=

13

．

Answer 1

分析：甲裝置是原電池，較活潑的金屬鐵作負(fù)極，碳作正極，乙有外接電源屬于電解池，根據(jù)電子的流向知，碳是陽極，鐵是陰極，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（1）若兩池中均為CuSO₄溶液，反應(yīng)一段時間后，甲池中，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，乙池中陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）若兩池中均為飽和NaCl溶液，
①電解氯化鈉溶液時，陽極上氯離子放電，陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子；
②甲池發(fā)生吸氧腐蝕，乙池中碳棒上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
③根據(jù)得失電子數(shù)相等確定生成物，再根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫出反應(yīng)方程式；
④根據(jù)氫氧化鈉和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度，從而得出溶液的pH．

解答：解：甲裝置是原電池，較活潑的金屬鐵作負(fù)極，碳作正極，乙有外接電源屬于電解池，根據(jù)電子的流向知，碳是陽極，鐵是陰極，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（1）若兩池中均為CuSO₄溶液，反應(yīng)一段時間后，①甲池中，正極上銅離子得電子而析出銅，乙池中，陰極鐵棒上銅離子得電子而析出銅；
②乙池中陽極上，氫氧根離子失電子生成氧氣和水，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案為：①碳、鐵，②4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
（2）若兩池中均為飽和NaCl溶液，
①電解氯化鈉溶液時，陽極上氯離子失電子生成氯氣，陰極上水得電子生成氫氣 和氫氧根離子，所以電池反應(yīng)式為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
②甲池中碳極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，
乙池碳極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，
故答案為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，氧化反應(yīng)；
③過量的Cl₂將生成的I₂又氧化，氯氣被還原生成氯離子，1mol氯氣被還原得到2mol電子，若反應(yīng)的Cl₂和I₂物質(zhì)的量之比為5：1，且生成兩種酸，根據(jù)得失電子數(shù)相等知，含碘的酸中碘的化合價是+5價，所以含碘的酸是碘酸，故氯氣和碘、水反應(yīng)生成鹽酸和碘酸，反應(yīng)方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，
故答案為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
④設(shè)生成氫氧化鈉的濃度是Cmol/L，
2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-轉(zhuǎn)移電子
                        2mol 2mol
                     0.2Cmol 0.02mol 
C=

2mol×0.02mol

2mol×0.2mol

=0.1，即氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度是0.1mol/L，則溶液的pH=13，
答：氫氧化鈉溶液的pH=13．

點(diǎn)評：本題考查了原電池和電解池原理，難度不大，注意電解池中，如果活潑金屬作陽極，則陽極上金屬失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，而不是溶液中陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為易錯點(diǎn)．