Question

5．甲、乙兩池電極材料都是鐵棒與碳棒，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）若兩池中均為CuSO₄溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后
①甲池中有紅色物質(zhì)析出的是碳棒．甲池中化學(xué)反應(yīng)方程式為Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄．
②乙池中陰極的電極反應(yīng)式是Cu²⁺+2e^-=Cu．
（2）若兩池中均為飽和NaCl溶液：
①甲池中碳極上電極反應(yīng)式是2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-．
②寫(xiě)出乙池中總反應(yīng)的離子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
③若乙池轉(zhuǎn)移0.02mol e^-后停止實(shí)驗(yàn)，池中溶液體積是200mL，則溶液混勻后的pH=13．

Answer 1

分析 （1）①甲為原電池，F(xiàn)e失電子為負(fù)極，C為正極，銅離子在正極上得電子生成Cu；
②乙為電解池，由電子流向可知，F(xiàn)e為陰極，C為陽(yáng)極，陰極上銅離子得電子生成Cu；
（2）若兩池中均盛放 NaCl溶液，則甲池發(fā)生金屬的吸氧腐蝕，正極為2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，負(fù)極為為Fe-2e^-=Fe²⁺，乙池為電解食鹽水裝置，陽(yáng)極反應(yīng)為4OH^--4e^-═O₂+2H₂O，陰極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，結(jié)合電解方程式計(jì)算．

解答 解：（1）①甲為原電池，F(xiàn)e失電子為負(fù)極，C為正極，銅離子在正極上得電子生成Cu，甲池中化學(xué)反應(yīng)方程式為Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；
故答案為：碳；Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；
②乙為電解池，由電子流向可知，F(xiàn)e為陰極，C為陽(yáng)極，陰極上銅離子得電子生成Cu，則陰極的電極反應(yīng)式為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）若兩池中均盛放NaCl溶液，則甲池發(fā)生金屬的腐蝕，碳棒為正極電極方程式為2H₂O+O₂+4e^-4OH^-，負(fù)極為為Fe-2e^-=Fe²⁺，乙池為電解食鹽水裝置，陽(yáng)極反應(yīng)為4OH^-═O₂+4e^-+2H₂O，陰極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，
①由以上分析可知，甲池中正極的電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，
故答案為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；
②氯化鈉溶液中存在的離子是：氯離子、氫氧根離子、鈉離子、氫離子，氯離子的放電能力大于氫氧根離子，氫離子的放電能力大于鈉離子，所以該反應(yīng)的生成物是氯氣、氫氣、氫氧化鈉，總反應(yīng)式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂+Cl₂，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
③當(dāng)電路通過(guò)0.02mol電子時(shí)，生成氫氧根離子為0.02mol，溶液的體積為200mL，則乙池中c（OH^-）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，所以乙池溶液的pH=13，
故答案為：13．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查電化學(xué)知識(shí)，題目側(cè)重于原電池和電解池的原理的考查，注意把握電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，為解答該題的關(guān)鍵，題目難度不大，注意電子的移動(dòng)方向，為判斷電解池的陰極、陽(yáng)極的關(guān)鍵之處．