Question

4．甲、乙兩池電極材料都是鐵棒與碳棒（如圖1）．請(qǐng)回答下列問題：

（1）若兩池中均盛放CuSO₄溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后：
①有紅色物質(zhì)析出的是：甲池中的C棒；乙池中的Fe棒．
②在乙池中陽極的電極反應(yīng)是4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑．
（2）若兩池中均盛放飽和NaCl溶液．
①寫出乙池中總反應(yīng)的離子方程式：
2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-．
②將濕潤的淀粉KI試紙放在乙池附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，待一段時(shí)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氧化．若反應(yīng)的Cl₂和I₂的物質(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═10HCl+2HIO₃．
（3）如圖2為相互串聯(lián)的甲、乙兩個(gè)電解池（電極都是惰性電極），請(qǐng)回答：
①寫出甲電解池中的電解反應(yīng)方程式：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．
②若甲槽陰極增重12.8g，則乙槽陽極放出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48L；若乙槽剩余液體為400mL，則電解后得到堿液的物質(zhì)的量濃度為1mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）甲池屬于原電池，鐵易失電子作負(fù)極，碳作正極，正極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)；乙池屬于電解池，根據(jù)電子流向知，C電極為陽極，鐵電極為陰極，陰極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，陽極上氫氧根離子失電子；
（2）①若電解質(zhì)溶液為氯化鈉溶液，則乙中為電解氯化鈉溶液，陽極氯離子失電子，陰極氫離子得電子；
②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；
（3）①惰性電極電解硫酸銅溶液生成Cu、氧氣和硫酸；
②串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）①甲裝置是原電池，鐵易失電子作負(fù)極，碳作正極，正極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成紅色的銅，乙池屬于電解池，根據(jù)電子流向知，C電極為陽極，鐵電極為陰極，陰極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成紅色的銅，
故答案為：C；Fe；
②乙池屬于電解池，根據(jù)電子流向知，C電極為陽極，鐵電極為陰極，陰極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成紅色的銅，陽極上氫氧根離子失電子生成氧氣和水，其電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（2）①若電解質(zhì)溶液為氯化鈉溶液，則乙中為電解氯化鈉溶液，陽極氯離子失電子，陰極氫離子得電子，則總反應(yīng)的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
②過量的Cl₂將生成的I₂又氧化，氯氣被還原生成氯離子，1mol氯氣被還原得到2mol電子，若反應(yīng)的Cl₂和I₂物質(zhì)的量之比為5：1，且生成兩種酸，根據(jù)得失電子數(shù)相等知，含碘的酸中碘的化合價(jià)是+5價(jià)，所以含碘的酸是碘酸，故氯氣和碘、水反應(yīng)生成鹽酸和碘酸，反應(yīng)方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，
故答案為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
（3）①惰性電極電解硫酸銅溶液生成Cu、氧氣和硫酸，其電解方程式為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
②串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，若甲槽陰極增重12.8g，則陰極上得到電子的物質(zhì)的量=$\frac{12.8g}{64g/mol}$×2=0.4mol，乙槽中陰極上氫離子放電生成氫氣，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得，則乙槽陰極放出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積=$\frac{0.4mol}{2}$×22.4L/mol=4.48L；由電解方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑可知生成NaOH為0.4mol，其濃度為$\frac{0.4mol}{0.4L}$=1mol/L；
故答案為：4.48L；1mol•L^-1．

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)式的書寫為解答該題的關(guān)鍵，題目難度不大，注意轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒在計(jì)算中的應(yīng)用．