Question

19．甲、乙兩池電極材料都是鐵棒與碳棒（如圖）．請回答下列問題：
（1）若兩池中均為硫酸銅溶液，反應一段時間后：
①有紅色物質(zhì)析出的是甲池中的碳棒，乙池中的鐵棒
②乙池中陰極的電極反應式是Cu²⁺+2e-=Cu
（2）若兩池中均為飽和NaCl溶液：
①寫出乙池中總反應的離子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑
②甲池中碳極上電極反應式是2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-
乙池碳極上電極反應屬于氧化反應（填“氧化反應”或“還原反應”）
③若乙池轉(zhuǎn)移0.02mol電子后停止實驗，該池中溶液體積是200ml，則溶液混均后的C（OH^-）=0.1mol/L（不考慮電解產(chǎn)物的相互反應）
④電解之前食鹽水需要精制，目的是除去粗鹽中的Ca²⁺，Mg²⁺，SO₄^2-等雜質(zhì)離子，使用試劑有：
a．Na₂CO₃溶液，b．Ba（OH）₂溶液，c．HCl溶液  其合理加入順序為（試劑填序號）b、a、c．

Answer 1

分析 （1）甲池屬于原電池，鐵易失電子作負極，碳作正極，正極上銅離子得電子發(fā)生還原反應；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，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甲裝置是原電池，鐵易失電子作負極，其電極反應式為Fe-2e-=Fe²⁺，碳棒上氧氣發(fā)生還原反應，電極反應式為：2H₂O+O₂+4 e^-=4 OH^-；
③乙池中電解氯化鈉溶液時，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，所以電池反應式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，當有0.02mol電子轉(zhuǎn)移時，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.02mol，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$；
④SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺離子分別轉(zhuǎn)化為硫酸鋇、碳酸鈣、氫氧化鎂沉淀而除去，以及根據(jù)不能產(chǎn)生新雜質(zhì)的要求排序，前面加入的過量溶液應用后加入的溶液除去，最后加入適量的鹽酸溶液．

解答 解：（1）甲裝置是原電池，鐵易失電子作負極，碳作正極，正極上銅離子得電子發(fā)生還原反應，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)生還原反應生成紅色的銅，其電極反應式為：Cu²⁺+2e-=Cu；
故答案為：①碳；鐵；②Cu²⁺+2e-=Cu；
（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\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
②甲裝置是原電池，鐵易失電子作負極，其電極反應式為Fe-2e-=Fe²⁺，碳棒上氧氣發(fā)生還原反應，電極反應式為：2H₂O+O₂+4 e^-=4 OH^-，乙池碳極上失電子發(fā)生氧化反應，故答案為：2H₂O+O₂+4 e^-=4 OH^-；氧化反應；
③乙池中電解氯化鈉溶液時，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，所以電池反應式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，當有0.02mol電子轉(zhuǎn)移時，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.02mol，則生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，故答案為：0.1mol/L；
④SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反應生成沉淀，可再通過過濾除去，Na₂CO₃溶液能除去過量的BaCl₂溶液，鹽酸能除去過量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以應先加BaCl₂溶液再加Na₂CO₃溶液，最后加入鹽酸，氫氧化鈉溶液加在過濾之前即可，所以正確順序為b、a、c，故答案為：b、a、c．

點評 本題綜合考查電化學知識，題目側重于原電池和電解池的原理的考查，注意把握電極反應式的書寫，為解答該題的關鍵，題目難度不大，注意電子的移動方向，為判斷電解池的陰極、陽極的關鍵之處．