Question

4．某興趣小組的同學突發(fā)奇想，做了下面幾個”在試紙上進行的微型電解實驗”．
（1）將一片廣泛pH試紙浸潤Na₂SO₄溶液，用兩根鉛筆芯為電極，接觸于試紙，然后接通電源，發(fā)現(xiàn)鉛筆芯與試紙接觸端各呈現(xiàn)兩個微小的有色同心圓．其中陽極附近內圈pH顯示約為3，外圈約為5．用電極反應式表示該極pH小于7的原因2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺；．該實驗中浸潤硫酸鈉溶液的作用是增強溶液導電能力．
（2）若將廣泛pH試紙浸潤飽和NaCl溶液，仍以兩根鉛筆芯做電極，通電后能聞到刺激氣味，陽極電極與試紙接觸處呈現(xiàn)一個雙色同心圓，內圈為白色，外圈呈紅色，請說出其原因陽極氯離子放電產(chǎn)生氯氣，氯氣與水反應生成的次氯酸的漂白性使內圈呈白色，外圈呈紅色的原因是氯氣與水反應生成的鹽酸擴散所致．陰極則呈現(xiàn)深綠色，pH約為13．
（3）若將碘化鉀淀粉試紙用蒸餾水浸潤，重復上述操作，將會發(fā)現(xiàn)陽極電極與試紙接觸處的現(xiàn)象是出現(xiàn)藍色；該極電極反應式為2I^--2e^-=I₂．陰極則無明顯現(xiàn)象．若將陽極在試紙上移動，則可”電筆繪畫”
（4）若將碘化鉀淀粉試紙用飽和NaCl溶液浸潤，重復上述操作，則以陽極鉛筆芯為中心，迅速向外擴散形成一個藍色的圈，其迅速向外擴散的原因是陽極產(chǎn)生的氯氣迅速擴散的同時將碘化鉀氧化為碘單質．若將陰極、陽極由距離較遠處使之彼此逐漸靠近，陽極所到之處，以電極與試紙接觸處為中心呈現(xiàn)大片藍色向外擴散，但陰極所到之處，藍色即刻褪去．其原因是（用化學方程式或離子方程式表示）I₂+2NaOH=NaI+NaIO+H₂O．

Answer 1

分析 （1）其中陽極附近內圈pH顯示約為3，外圈約為5，是因為水中的氫氧根離子放電生成氧氣，同時產(chǎn)生氫離子，浸潤硫酸鈉溶液的作用是增強溶液導電能力；
（2）陽極電極放電產(chǎn)生氯氣，內圈為白色是次氯酸的漂白，外圈呈紅色是鹽酸的擴散所致；
（3）陽極碘離子發(fā)生氧化反應生成碘單質，碘單質與淀粉變藍；
（4）迅速向外擴散形成一個藍色的圈，是因為氯化鈉中的氯離子放電生成氯氣，氯氣氧化碘離子；若將陰極、陽極由距離較遠處使之彼此逐漸靠近，陽極所到之處，以電極與試紙接觸處為中心呈現(xiàn)大片藍色向外擴散，但陰極所到之處，藍色即刻褪去，是因為碘單質與氫氧化鈉發(fā)生歧化反應，反應的方程式為：I₂+2NaOH=NaI+NaIO+H₂O（寫成3I₂+6NaOH=5NaI+NaIO₃+3H₂O）．

解答 解：（1）其中陽極附近內圈pH顯示約為3，外圈約為5，是因為水中的氫氧根離子放電生成氧氣，同時產(chǎn)生氫離子，導致氫離子的濃度大于氫氧根離子的濃度，浸潤硫酸鈉溶液的作用是增強溶液導電能力，故答案為：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺；增強溶液導電能力；?
（2）陽極電極放電產(chǎn)生氯氣，氯氣與水反應生成的次氯酸和鹽酸，內圈為白色是次氯酸的漂白，外圈呈紅色是鹽酸的擴散所致，故答案為：陽極氯離子放電產(chǎn)生氯氣，氯氣與水反應生成的次氯酸的漂白性使內圈呈白色，外圈呈紅色 的原因是氯氣與水反應生成的鹽酸擴散所致；
（3）陽極碘離子發(fā)生氧化反應生成碘單質，電極反應式為：2I^--2e^-=I₂，碘單質與淀粉變藍，故答案為：出現(xiàn)藍色；  2I^--2e^-=I₂；  
（4）迅速向外擴散形成一個藍色的圈，是因為氯化鈉中的氯離子放電生成氯氣，氯氣氧化碘離子；若將陰極、陽極由距離較遠處使之彼此逐漸靠近，陽極所到之處，以電極與試紙接觸處為中心呈現(xiàn)大片藍色向外擴散，但陰極所到之處，藍色即刻褪去，是因為碘單質與氫氧化鈉發(fā)生歧化反應，反應的方程式為：I₂+2NaOH=NaI+NaIO+H₂O（寫成3I₂+6NaOH=5NaI+NaIO₃+3H₂O），故答案為：陽極產(chǎn)生的氯氣迅速擴散的同時將碘化鉀氧化為碘單質；I₂+2NaOH=NaI+NaIO+H₂O．

點評 本題考查原電池和電解池原理，明確試紙顏色變化與溶液酸堿性是關系是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，難度中等．