Question

14．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）若两池中电解质溶液均为CuSO₄溶液，则反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的碳棒，乙池中的铁棒．
②乙池中阳极的电极反应式是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（2）若两池中电解质溶液均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的离子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
②甲池中碳极上电极反应式是2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，乙池碳极上电极反应属于氧化反应（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2KI+Cl₂=I₂+2KCl．
④若乙池转移0.02mol e^-后停止实验，池中电解质溶液体积是200mL，则溶液混合均匀后的pH=13．

Answer 1

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乙为电解池，由电子流向可知，Fe为阴极，铜离子得到电子生成Cu，阳极上氢氧根离子放电；
（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．

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乙为电解池，由电子流向可知，Fe为阴极，铜离子得到电子生成Cu，乙中阳极上氢氧根离子放电，电极反应为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（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$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$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，电极反应式为：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，乙池中碳棒为阳极，阳极发生氧化反应，故答案为：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；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$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$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=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，所以溶液中氢离子浓度=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$，所以溶液的pH=13，
故答案为：13．

点评 本题考查原电池和电解原理，明确工作原理及发生的电极反应是解答的关键，注意电极的判断和电子守恒的应用，题目难度中等．