Question

如图所示，甲、乙两池电极材料都是铁棒和碳棒，请回答下列问题：
（1）若两池中均为CuSO₄溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的

 

棒，乙池中的

 

棒．
②甲池中发生的总反应的化学方程式是

 

．
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的离子方程式

 

．
②甲池中碳极上电极反应式是

 

，乙池碳极上电极反应属于

 

（填“氧化反应”或“还原反应”）．
③将湿润的KI淀粉试纸放在乙池碳极附近，发现试纸变蓝，反应的化学方程式为

 

．
④若乙池转移0.02mol e^-后停止实验，池中溶液体积是200mL，则溶液混匀后的pH=

 

．
⑤氯碱工业中在电解饱和食盐水之前需对原料粗盐进行精制，粗盐中常含有泥沙和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等杂质．精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别是（a）Na₂CO₃、（b）HCl、（c）BaCl₂、（d）NaOH，这四种试剂添加的合理顺序是

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）①甲池为原电池，乙池为电解池，原电池中活泼金属做负极，发生氧化反应，碳棒做正极，发生还原反应；
②甲池为原电池，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁；
（2）①根据电解池的工作原理来书写电解氯化钠的原理方程式；
②甲池为原电池，碳棒做正极，正极上得电子发生还原反应；
③将湿润的KI淀粉试纸放在乙池石墨电极附近，发现试纸变蓝，则石墨电极上氯离子失电子生成氯气，氯气和碘化钾发生氧化还原反应生成碘，碘与淀粉试液变蓝色；
④根据转移电子守恒计算生成的氢氧化钠的物质的量，再根据水的离子积常数计算溶液中氢离子浓度，从而得出溶液的pH；
⑤根据除去钙离子用碳酸根离子进行沉淀，除去镁离子用氢氧根离子进行沉淀，除去硫酸根离子用钡离子沉淀，过量的钡离子需要用碳酸根离子除去，加入盐酸可以除去过量的碳酸钠和氢氧化钠等进行分析．

解答： 解：（1）①甲池为原电池，原电池中活泼金属做负极，发生氧化反应，碳棒做正极，有Cu析出，乙池为电解池，外电路电子流向电源正极，所以碳棒为阳极，放出氯气，阴极铁电极上发生还原反应有Cu析出，
故答案为：碳；铁；
②甲池为原电池，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，化学方程式为：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，故答案为：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（2）①若电解质溶液为饱和氯化钠溶液，则乙池就是用惰性电极为阳极电解氯化钠溶液，方程式为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
②甲池中碳棒为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，乙池中碳棒为阳极，阳极发生氧化反应，故答案为：还原反应；氧化反应；
③将湿润的KI淀粉试纸放在乙池石墨电极附近，发现试纸变蓝，则石墨电极上氯离子失电子生成氯气，氯气和碘离子反应生成碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色，反应方程式为：2KI+Cl₂=I₂+2KCl，故答案为：2KI+Cl₂=I₂+2KCl；
④电解氯化钠溶液的方程式为：2NaCl+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，乙池转移0.02mole^-后，会生成0.02mol的氢氧化钠，所以所得NaOH溶液的物质的量浓度c=

n

V

=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，所以溶液中氢离子浓度=

10-14

0.1

，所以溶液的pH=13，
故答案为：13；
⑤先加入足量的dNaOH，除去镁离子，将 HCO₃^-转化成碳酸根；然后加入过量cBaCl₂，除去SO₄^2-、CO₃^2-；再加入过量aNa₂CO₃ 除去Ca²⁺；过滤后，滤液中加入过量的b盐酸，除去溶液中剩余的碳酸根和氢氧化钠中的氢氧根，最后加热除去剩余的氯化氢，cd可以互换，故合理顺序是：cdab或dcab，
故答案为：cdab或dcab．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，明确离子放电顺序是解本题关键，难度中等．