Question

2．如圖所示，甲、乙兩裝置電極材料都是鐵棒與碳棒，回答下列問題：

（1）若兩裝置中均為飽和NaCl溶液：
①寫出甲裝置中碳棒的電極反應(yīng)式：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．
②乙裝置中總反應(yīng)的離子方程式：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
乙裝置碳棒的電極反應(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試紙放在乙裝置碳棒電極附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍，解釋其原因：在乙裝置碳棒電極上生成Cl₂，Cl₂與I^-反應(yīng)生成I₂，I₂遇淀粉變藍．
（2）若兩裝置中均為500mL CuSO₄溶液，反應(yīng)一段時間后：
①有紅色固態(tài)物質(zhì)析出的是甲裝置中的碳棒．
②乙裝置電解時總反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH．
③當溶液中的原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出乙裝置的鐵棒，洗滌、干燥、稱量、電極增重1.6g．電解后溶液的pH為1；要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，則需加入氧化銅粉末的質(zhì)量為2．（假設(shè)電解前后溶液的體積不變）

Answer 1

分析 （1）①甲中碳為正極，氫氧根離子失去電子，乙中碳為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)；
②電解NaCl溶液生成NaOH、氫氣、氯氣；
③氯氣具有強氧化性，能將碘離子氧化生成碘單質(zhì)，碘遇淀粉試液變藍色；
（2）①甲為原電池，F(xiàn)e為負極，發(fā)生Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu，
②電解NaCl溶液生成NaOH、氫氣、氯氣；
③乙為電解池，由電子流向可知，F(xiàn)e為陰極，銅離子得到電子生成Cu，陽極上氫氧根離子放電，據(jù)電極反應(yīng)式計算．

解答 解：（1）①甲中碳為正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，故答案為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
②電解NaCl溶液生成NaOH、氫氣、氯氣，離子反應(yīng)為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，乙中碳為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；氧化反應(yīng)；
③碳電極為陽極，陽極上生成氯氣，氯氣和碘離子發(fā)生置換反應(yīng)生成碘，碘遇淀粉試液變藍色，故答案為：在乙裝置碳棒電極上生成Cl₂，Cl₂與I^-反應(yīng)生成I₂，I₂遇淀粉變藍；
（2）①甲為原電池，F(xiàn)e為負極，發(fā)生Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu，所以碳電極上生成紅色物質(zhì)Cu，故答案為：碳；
②電解NaCl溶液生成NaOH、氫氣、氯氣，化學(xué)反應(yīng)為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH；
③Fe為陰極，銅離子得到電子生成Cu，生成1.6gCu，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為，$\frac{1.6g}{64g/mol}×2$=0.05mol，生成Cu0.025mol，要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，則需加入氧化銅粉末的物質(zhì)的量為0.025mol，質(zhì)量為0.025mol×80g/mol=2g；乙中陽極上氫氧根離子放電，電極反應(yīng)為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，轉(zhuǎn)移0.5mol電子，消耗0.05mol氫氧根離子，生成0.05mol氫離子，氫離子濃度為0.1mol/L，pH為1，故答案為：1；2．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，明確電極的判斷及各個電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，難點是電極反應(yīng)式的書寫，題目難度中等．