Question

14．如圖所示，甲、乙兩池電極材料都是鐵棒和碳棒，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）若兩池中電解質(zhì)溶液均為CuSO₄溶液，則反應(yīng)一段時(shí)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(yáng)極的電極反應(yīng)式是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（2）若兩池中電解質(zhì)溶液均為飽和NaCl溶液：
①寫(xiě)出乙池中總反應(yīng)的離子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$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(rùn)的KI淀粉試紙放在乙池碳極附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KI+Cl₂=I₂+2KCl．
④若乙池轉(zhuǎn)移0.02mol e^-后停止實(shí)驗(yàn)，池中電解質(zhì)溶液體積是200mL，則溶液混合均勻后的pH=13．

Answer 1

分析 （1）①甲池為原電池，乙池為電解池，原電池中活潑金屬做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，碳棒做正極，發(fā)生還原反應(yīng)；
②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(yáng)極上氫氧根離子放電；
（2）①根據(jù)電解池的工作原理來(lái)書(shū)寫(xiě)電解氯化鈉的原理方程式；
②甲池為原電池，碳棒做正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
③將濕潤(rùn)的KI淀粉試紙放在乙池石墨電極附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，則石墨電極上氯離子失電子生成氯氣，氯氣和碘化鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘，碘與淀粉試液變藍(lán)色；
④根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算生成的氫氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)水的離子積常數(shù)計(jì)算溶液中氫離子濃度，從而得出溶液的pH．

解答 解：（1）①甲池為原電池，原電池中活潑金屬做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，碳棒做正極，有Cu析出，乙池為電解池，外電路電子流向電源正極，所以碳棒為陽(yáng)極，放出氯氣，陰極鐵電極上發(fā)生還原反應(yīng)有Cu析出，
故答案為：碳；鐵；
②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，乙中陽(yáng)極上氫氧根離子放電，電極反應(yīng)為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（2）①若電解質(zhì)溶液為飽和氯化鈉溶液，則乙池就是用惰性電極為陽(yáng)極電解氯化鈉溶液，方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
②甲池中碳棒為正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，乙池中碳棒為陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故答案為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；氧化反應(yīng)；
③將濕潤(rùn)的KI淀粉試紙放在乙池石墨電極附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，則石墨電極上氯離子失電子生成氯氣，氯氣和碘離子反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘遇淀粉試液變藍(lán)色，反應(yīng)方程式為：2KI+Cl₂=I₂+2KCl，故答案為：2KI+Cl₂=I₂+2KCl；
④電解氯化鈉溶液的方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，乙池轉(zhuǎn)移0.02mole^-后，會(huì)生成0.02mol的氫氧化鈉，所以所得NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，所以溶液中氫離子濃度=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$，所以溶液的pH=13，
故答案為：13．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池和電解原理，明確工作原理及發(fā)生的電極反應(yīng)是解答的關(guān)鍵，注意電極的判斷和電子守恒的應(yīng)用，題目難度中等．