Question

如图甲、乙是电化学实验装置。

(1)若甲、乙两烧杯中均盛有饱和NaCl溶液。

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CuSO₄溶液。

①甲中铁棒上的电极反应式为                                      　;

②如果起始时乙中盛有200 mL pH = 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　　　　(填写物质的化学式)　　　　g。

Answer 1

【解析】(1)若两烧杯中均盛有饱和NaCl溶液,则:

①甲装置为原电池,石墨棒作正极,O₂放电,电极反应为O₂+2H₂O+4e^-====4OH^-。

②乙装置为电解池,石墨棒上发生氧化反应,Fe电极不参与反应,其实质与用惰性电极电解食盐水相同,离子方程式为2Cl^-+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^-。③Cl₂和I₂的物质的量之比为5∶1,生成HCl和HIO₃。

(2)若两烧杯中均盛有CuSO₄溶液,则:①甲装置为原电池,铁作负极,电极反应式为Fe-2e^-====Fe²⁺。②乙装置为电解池,电解反应为2CuSO₄+2H₂O2Cu+2H₂SO₄+

O₂↑,根据电解方程式,从电解质溶液中析出Cu,放出O₂,因此只需加入CuO(或CuCO₃)即可恢复到电解前的状态。由电解反应式可知,2H⁺～CuO～CuCO₃,电解后n(H⁺)= 0.1×0.2 = 0.02(mol),故m(CuO)=0.02××80 = 0.8(g),m(CuCO₃)=0.02××124=1.24(g)。

答案:(1)①O₂+2H₂O+4e^-====4OH^-

②2Cl^-+2H₂O2OH^-+H₂↑+Cl₂↑

③5Cl₂+I₂+6H₂O====10HCl+2HIO₃

(2)①Fe-2e^-====Fe²⁺

②CuO(或CuCO₃)　0.8(或1.24)