Question

甲、乙兩池電極材料都是鐵棒與碳棒（如圖）．請回答下列問題：
（1）若兩池中均盛放100ml0.1mol/LCuSO₄溶液，反應一段時間后：
①當電路中通過0.01電子時，甲池中的

 

棒上析出Cu，其質量為

 

g．
②在乙池中陽極的電極反應式是

 

．
（2）若兩池中均盛放100ml0.1mol/L NaCl溶液．
①寫出甲池中正極的電極反應式

 

②寫出乙池中總反應的離子方程式

 

③當電路通過0.01mol電子時，不考慮溶液體積變化，常溫下乙池溶液的pH=

 

．

Answer 1

分析：（1）甲池為原電池裝置，Fe為負極，電極反應為Fe-2e^-=Fe²⁺，C為正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，乙裝置為電解裝置，根據電子移動的方向可知C為陽極，Fe為陰極，陽極反應為4OH^-=O₂↑+H₂O+4e^-，陰極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）若兩池中均盛放100ml0.1mol/L NaCl溶液，則甲池發(fā)生金屬的腐蝕，正極為2H₂O+O₂+4e^-4OH^-，負極為為Fe-2e^-=Fe²⁺，乙池為電解食鹽水裝置，陽極反應為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，陰極反應為2H⁺+2e^-=H₂↑．

解答：解：（1）甲池為原電池裝置，Fe為負極，電極反應為Fe-2e^-=Fe²⁺，C為正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，乙裝置為電解裝置，根據電子移動的方向可知C為陽極，Fe為陰極，陽極反應為4OH^-=O₂↑+H₂O+4e^-，陰極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu，
①當電路中通過0.01電子時，甲池中的C棒上析出銅，物質的量為0.005mol，質量為0.005mmol×64g/mol=0.32g，故答案為：碳；0.32；
②由以上分析可知，在乙池中陽極的電極反應式是4OH^-=O₂↑+H₂O+4e^-，故答案為：4OH^-=O₂↑+H₂O+4e^-；
（2）若兩池中均盛放100ml0.1mol/L NaCl溶液，則甲池發(fā)生金屬的腐蝕，正極為2H₂O+O₂+4e^-4OH^-，負極為為Fe-2e^-=Fe²⁺，乙池為電解食鹽水裝置，陽極反應為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，陰極反應為2H⁺+2e^-=H₂↑，
①由以上分析可知，甲池中正極的電極反應式為2H₂O+O₂+4e^-4OH^-，故答案為：2H₂O+O₂+4e^-4OH^-；
②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，所以該反應的生成物是氯氣、氫氣、氫氧化鈉，總反應式為2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂+Cl₂，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
③當電路通過0.01mol電子時，不考慮溶液體積變化，乙池中c（OH^-）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，常溫下乙池溶液的pH=13，
故答案為：13．

點評：本題綜合考查電化學知識，題目側重于原電池和電解池的原理的考查，注意把握電極反應式的書寫，為解答該題的關鍵，題目難度不大，注意電子的移動方向，為判斷電解池的陰極、陽極的關鍵之處．