Question

14．甲、乙兩池電極材料都是鐵棒與碳棒，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）若兩池中均為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，乙池中鐵棒．
②乙池中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（2）若兩池中均為飽和NaCl溶液：
①甲池中碳極上電極反應(yīng)屬于還原反應(yīng)（填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”），寫出甲池中該電極反應(yīng)O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．
②乙池中碳極上電極反應(yīng)是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)．寫出乙池總的離子方程式2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
③若乙池轉(zhuǎn)移0.02mole^-后停止實(shí)驗(yàn)，乙池兩極在標(biāo)準(zhǔn)狀況下共收集到的氣體體積為（不計(jì)損失）0.448L．

Answer 1

分析 （1）甲為原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，電池反應(yīng)為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；乙有外接電源為電解池，由電子流向可知，F(xiàn)e為陰極，銅離子得到電子生成Cu，陽(yáng)極上氫氧根離子放電；
（2）①甲為原電池，電解質(zhì)為飽和NaCl溶液時(shí)，鐵作負(fù)極，碳作正極，發(fā)生吸氧腐蝕；
②乙為惰性電極電解NaCl溶液生成NaOH、氫氣、氯氣，碳為陽(yáng)極，氯離子失電子生成氯氣，氯氣用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)；
③乙池轉(zhuǎn)移0.02mole^-，由2e^-～Cl₂～H₂計(jì)算．

解答 解：（1）①甲為原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，C為正極，溶液中銅離子在正極得電子被還原成銅單質(zhì)，所以碳電極上生成紅色物質(zhì)；乙為電解池，陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，由子流向可知Fe為陰極，銅離子在陰極得到電子生成銅，
故答案為：碳；鐵；
②乙中陽(yáng)極上氫氧根離子放電，電極反應(yīng)為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（2）①甲中發(fā)生吸氧腐蝕，碳作正極，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，
故答案為：還原反應(yīng)；O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
②碳為陽(yáng)極，氯離子失電子生成氯氣，電極反應(yīng)為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氯氣用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，電解NaCl溶液生成NaOH、氫氣、氯氣，離子反應(yīng)為2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)；2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
③乙池轉(zhuǎn)移0.02mole^-，由關(guān)系式2e^-～Cl₂～H₂可知，n（Cl₂）=0.01mol，n（H₂）=0.01mol，則乙池兩極在標(biāo)準(zhǔn)狀況下共收集到的氣體體積為0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
故答案為：0.448L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池和電解池的工作原理，為高頻考點(diǎn)，明確工作原理及發(fā)生的電極反應(yīng)是解答的關(guān)鍵，注意電極的判斷和電子守恒的應(yīng)用，題目難度中等．