Question

如图甲、乙是电化学实验装置。

（1）若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液，则：
①甲中石墨棒上的电极反应式为       ；
②乙中总反应的离子方程式为        ；
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl₂氧化了生成的I₂ 。若反应中Cl₂和I₂的物质的量之比为5∶1，且 生成两种酸，该反应的化学方程式为        。
（2）若甲乙两烧杯中均盛有足量CuSO₄溶液，则：
①甲中铁棒上的电极反应式为       ；
②如果起始时乙中盛有200mLpH=5的CuSO₄溶液(25℃)，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入的物质是    (写化学式)，其质量为          g。    

Answer 1

（1）①2H₂O+O₂+4e^-===4OH^-；
②2Cl^-+2H₂OH₂↑+Cl₂↑+2OH^-，
③5Cl₂+I₂+6H₂O===10HCl+2HIO₃；
（2）①Fe-2e^-===Fe²⁺；
②CuO(或CuCO₃)  0.8g或1.24g。

试题分析：：（1）①甲为原电池装置，石墨棒上氧气得电子发生还原反应，反应为2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
②乙为电解装置，由电子流向可知石墨为阳极，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，则电解反应为2Cl^-+2H₂OH₂↑+Cl₂↑+2OH^-，
③Cl₂氧化了生成的I₂，Cl元素的化合价降低，生成盐酸，反应中Cl₂和I₂的物质的量之比为5：1，设元素的化合价为x，则5×2×1=1×2×x，解得x=+5，则生成碘酸，所以发生的化学反应为5Cl₂+I₂+6H₂O═10HCl+2HIO₃；
（2）①甲为原电池装置，铁作负极，负极反应为Fe-2e^-═Fe²⁺；
②由2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，要使溶液恢复原状态，可加入CuO(或CuCO₃)，一段时间后溶液的pH变为1，则c(H⁺)=0.1mol/L-10^-5mol/L=0.1mol/L，n(H⁺)=0.2L×0.1mol/L=0.02mol，则由电解反应可知析出的Cu的物质的量为0.01mol，由Cu原子守恒可知，m(CuO)=0.01mol×80g/mol=0.8g，或m(CuCO₃)=0.01mol×124g/mol=1.24g。