Question

下图两个装置中用滴有酚酞的NaCl溶液做电解质溶液，进行化学能和电能相互转化的研究。请回答：

（1）写出两个铁电极上的电极反应式。
甲：                              
乙：                              
（2）甲装置中    电极附近的溶液先变红，乙装置中   电极附近的溶液先变红。
（3）检验乙中C电极反应产物的方法是                         。
（4）电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学方程式：                                。所得消毒液中离子浓度的由大到小顺序                                。
（5）如果起始时乙中盛有足量一定浓度的CuSO₄溶液，反应一段时间后，要使溶液恢复到以前的状态，可向溶液中加入一定量的            (填化学式)。

Answer 1

（14分）（1）Fe —2e^－ = Fe²⁺         2H⁺ + 2e^－= H₂↑　   （2）C     Fe （每空1分）
（3）用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近C电极所在一侧的支管口，试纸变蓝
（4）NaCl + H₂O  NaClO + H₂↑　   c(Na⁺)＞ c(ClO^-)＞c(OH^-) ＞c( H⁺)  （5）CuO（或CuCO₃）

解析试题分析：（1）根据装置的特点可知，甲是原电池，铁是负极，发生吸氧腐蚀，负极电极反应式是Fe－2e^－＝Fe²⁺。乙是电解池，铁电极和电源的负极相连，作阴极，电极反应式是2H⁺ + 2e^－= H₂↑。
（2）甲装置中碳棒是正极，氧气得到电子，生成OH^－，所以碳棒电极附近的溶液先变红；乙装置中铁电极是阴极，溶液中的氢离子放电，破坏了阴极周围水的电离平衡，所以阴极周围溶液显碱性，所以铁电极附近的溶液先变红。
（3）乙中C电极反应产物是氯气，具有强氧化性，所以检验的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近C电极所在一侧的支管口，试纸变蓝。
（4）根据题意可知，氯气和氢氧化钠溶液反应生成物中只有一种溶质，所以该溶质是偏铝酸钠，则反应的化学方程式是NaCl + H₂O  NaClO + H₂↑。疲劳寿命水解显碱性，则溶液中离子浓度大小关系是c(Na⁺)＞ c(ClO^-)＞c(OH^-) ＞c( H⁺)。
（5）如果起始时乙中盛有足量一定浓度的CuSO₄溶液，则电解的生成物是氧气、铜和稀硫酸。所以反应一段时间后，要使溶液恢复到以前的状态，可向溶液中加入一定量的CuO（或CuCO₃）。
考点：考查电化学的应用、电极产物的判断、检验方程式的书写以及溶液中离子浓度的大小比较
点评：该题是中等难度的试题，试题综合性强，贴近高考。侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练。有助于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是明确原电池和电解池的工作原理，特别是电解池中离子的放电顺序，然后结合题意灵活运用即可。