Question

甲、乙两池的电极材料如图所示，请按要求回答下列问题：
（1）若两池中均为Cu（NO₃）₂溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的

 

（填“铁”或“碳”）棒；乙池中的

 

（填“阴”或“阳”）极．
②乙池中阳极上发生的电极反应方程式是

 

．
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的化学方程式：

 

．
②甲池中碳极上电极反应方程式是

 

，乙池碳极上电极反应属于

 

（填“氧化反应”或“还原反应”）．
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙池碳极附近，发现试纸变蓝，待一段时间后又发现蓝色褪去．这是因为过量的Cl₂将生成的I₂又氧化．若反应的C1₂和I₂物质的量之比为5：1，且生成HCl和另一种强酸，该强酸的化学式为

 

．
④若乙池中转移0.1mol e^-后停止实验，池中溶液体积是1L，则溶液混匀后的pH=

 

（不考虑所生成的气体溶解在溶液中的情况）

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）若两池中均为Cu（NO₃）₂溶液，甲是原电池，铁做负极失电子生成亚铁离子，溶液中铜离子在C电极上析出金属铜，乙池是电解池，依据电子流向可知电子流出的电极C为阳极，铁做阴极，溶液中铜在铁电极析出金属铜；
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液，甲池是吸氧腐蚀的原电池反应，乙池是电解氯化钠溶液；
①乙池中阳极为C，阴极为铁，是电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气；
②甲池中碳电极为正极，溶液中氧气得到电子生成氢氧根离子；乙池碳做阳极，溶液中氯离子失电子发生氧化反应；
③在水溶液里，氯气能将碘氧化生成盐酸和碘酸；
④依据乙池中电极反应和电子守恒计算减少的氢离子物质的量，和溶液中增加的氢氧根离子物质的量相同，结合溶液PH计算得到；

解答： 解：（1）①若两池中均为Cu（NO₃）₂溶液，甲是原电池，铁做负极失电子生成亚铁离子，溶液中铜离子在C电极上析出金属铜，乙池是电解池，依据电子流向可知电子流出的电极C为阳极，铁做阴极，溶液中铜在铁电极析出金属铜；
故答案为：碳，阴；  
②乙池中阳极上发生的电极反应是溶液中氢氧根离子失电子生成氧气，电极方程式是4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（2）①乙为电解池，由电子流向正极可知，C为阳极，Fe为阴极，电解反应为：2NaCl+2H₂O 

通电  .

 Cl₂↑+H₂↑+2NaOH；
故答案为：2NaCl+2H₂O 

通电  .

 Cl₂↑+H₂↑+2NaOH；
②甲池中碳电极为正极，溶液中氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应为：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；乙池碳做阳极，溶液中氯离子失电子发生氧化反应；
故答案为：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，氧化反应；
③乙池碳棒附近氯离子放电生成氯气，氯气氧化KI生成碘单质遇淀粉变蓝，离子反应为Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，过量的Cl₂将生成的I₂又氧化，若反应的Cl₂和I₂物质的量之比为5：1，且生成两种酸，Cl元素的化合价降低，生成盐酸，I元素的化合价升高，由电子守恒可知，5×2×（1-0）=1×2×（x-0），解得x=+5，生成物为碘酸，该化学反应为5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl，
故答案为：HIO₃；
④若乙池中转移0.1mol e^-后停止实验，阴极电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，溶液中增加的氢氧根离子物质的量和就按少的氢离子物质的量相同为0.1mol，池中溶液体积是1L，则溶液混匀后溶液中氢氧根离子浓度=

0.1mol

1L

=0.1mol/L，溶液的pH=13；
故答案为：13；

点评：本题考查了原电池和电解池原理，正确判断装置类型是解本题关键，再结合各个电极上发生的反应来分析解答，题目难度中等．