3.甲、乙兩池電極材料都是鐵棒與碳棒(如圖).請(qǐng)回答下列問題:
(1)若兩池中均盛放CuSO4溶液,反應(yīng)一段時(shí)間后:
①有紅色物質(zhì)析出的是:甲池中的碳棒;乙池中的鐵棒.
②在乙池中陽極的電極反應(yīng)式是4OH-=O2↑+2H2O+4e-
(2)若兩池中均盛放飽和NaCl溶液.
①寫出乙池中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑.
②將濕潤(rùn)的淀粉KI試紙放在乙池附近,發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán),待一段時(shí)間后又發(fā)現(xiàn)藍(lán)色褪去,這是因?yàn)檫^量的Cl2將生成的I2氧化.若反應(yīng)的Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為5:1,且生成兩種酸.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl.
③若乙池轉(zhuǎn)移0.02mol電子后停止實(shí)驗(yàn),池中溶液的體積是200mL,則溶液混勻后的pH=13.

分析 (1)①甲池為原電池裝置,F(xiàn)e為負(fù)極,電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+,C為正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu;②乙裝置為電解裝置,根據(jù)電子移動(dòng)的方向可知C為陽極,F(xiàn)e為陰極,陽極反應(yīng)為4OH-=O2↑+2H2O+4e-,陰極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu;
②在乙池中陽極的電極反應(yīng)式是4OH-=O2↑+2H2O+4e-;
(2)①乙池為電解食鹽水裝置,陽極反應(yīng)為4OH-═O2+4e-+2H2O,陰極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑;
②根據(jù)得失電子數(shù)相等確定生成物,再根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫出反應(yīng)方程式;
③當(dāng)電路通過0.01mol電子時(shí),不考慮溶液體積變化,乙池中c(OH-)=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L,常溫下乙池溶液的pH=13.

解答 解:(1)①甲池為原電池裝置,F(xiàn)e為負(fù)極,電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+,C為正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu;②乙裝置為電解裝置,根據(jù)電子移動(dòng)的方向可知C為陽極,F(xiàn)e為陰極,陽極反應(yīng)為4OH-=O2↑+2H2O+4e-,陰極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu,所以甲池中的碳(C )和乙池中的鐵(Fe)有紅色物質(zhì)析出,故答案為:碳;鐵;
②在乙池中陽極的電極反應(yīng)式是4OH-=O2↑+2H2O+4e-,故答案為:4OH-=O2↑+2H2O+4e-
(2)①氯化鈉溶液中存在的離子是:氯離子、氫氧根離子、鈉離子、氫離子,氯離子的放電能力大于氫氧根離子,氫離子的放電能力大于鈉離子,所以該反應(yīng)的生成物是氯氣、氫氣、氫氧化鈉,總反應(yīng)式為2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH-+H2+Cl2,故答案為:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑;
②過量的Cl2將生成的I2又氧化,氯氣被還原生成氯離子,1mol氯氣被還原得到2mol電子,若反應(yīng)的Cl2和I2物質(zhì)的量之比為5:1,且生成兩種酸,根據(jù)得失電子數(shù)相等知,含碘的酸中碘的化合價(jià)是+5價(jià),所以含碘的酸是碘酸,故氯氣和碘、水反應(yīng)生成鹽酸和碘酸,反應(yīng)方程式為:5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl,
故答案為:5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl;
③當(dāng)電路通過0.01mol電子時(shí),不考慮溶液體積變化,乙池中c(OH-)=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L,常溫下乙池溶液的pH=13,
故答案為:13.

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查電化學(xué)知識(shí),題目側(cè)重于原電池和電解池的原理的考查,注意把握電極反應(yīng)式的書寫,為解答該題的關(guān)鍵,題目難度不大,為判斷電解池的陰極、陽極的關(guān)鍵之處

練習(xí)冊(cè)系列答案
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選項(xiàng)XYZ
N2MgCO2
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