Question

【題目】如圖所示，甲、乙是電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）若甲、乙兩個(gè)燒杯中均盛放飽和NaCl溶液。

①甲中石墨棒上的電極反應(yīng)式是____________。

②將濕潤(rùn)的淀粉KI試紙放在乙燒杯的上方，發(fā)現(xiàn)試紙先變藍(lán)后褪色，這是因?yàn)殡娊馍�成的某種氣體A氧化了I－生成了I2。若A氣體和I2按物質(zhì)的量之比為5∶1反應(yīng)，且生成兩種酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。

③如果不考慮氣體產(chǎn)物與燒杯中溶液之間的反應(yīng)，當(dāng)乙反應(yīng)有0.01 mol電子轉(zhuǎn)移后停止實(shí)驗(yàn)，燒杯中溶液的體積為100 mL，則溶液混勻后的c(OH-)＝_____。

（2）若甲、乙兩燒杯中均盛放CuSO4溶液。

①甲中鐵棒上的電極反應(yīng)式為_______________。

②乙中總反應(yīng)的離子方程式為_________________。

③如果起始時(shí)乙中盛放100 mL pH＝5的CuSO4溶液(25℃)，一段時(shí)間后溶液的c(H+)＝0.1mol/L，若要使溶液恢復(fù)到起始時(shí)的濃度(忽略溶液體積的變化)，可向溶液中加入_____ (填寫(xiě)物質(zhì)的化學(xué)式)______g。

Answer 1

【答案】O2+2H2O+4e-=4OH- 5Cl2 +I2+6H2O=10HCl +2HIO3 0.1mol/L Fe-2e-=Fe2+ 2Cu2++2H2O2Cu +O2↑+4H+ CuO/CuCO3 0.4/0.62

【解析】

(1)①甲為原電池裝置，鐵作負(fù)極，則石墨作正極，正極上氧氣得電子；

②Cl2氧化了生成的I2，Cl元素的化合價(jià)降低，由電子守恒及Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為5：1來(lái)判斷反應(yīng)后I元素的化合價(jià)，以此來(lái)書(shū)寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)；

③乙為電解裝置，由電子流向可知石墨為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，根據(jù)電解方程式中電子與氫氧根離子的關(guān)系計(jì)算；

(2)①甲為原電池裝置，鐵作負(fù)極，鐵失電子；

②乙裝置中陽(yáng)極上氫氧根離子失電子生成氧氣，陰極上銅離子得電子生成Cu；

③根據(jù)電解硫酸銅的化學(xué)反應(yīng)及元素守恒來(lái)判斷加入的物質(zhì)使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，再由溶液的pH的變化計(jì)算加入物質(zhì)的質(zhì)量。

(1)①甲為原電池裝置，石墨棒上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)為2H2O+O2+4e-═4OH-；

②Cl2氧化了生成的I2，Cl元素的化合價(jià)降低，生成鹽酸，反應(yīng)中Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為5：1，設(shè)I元素的化合價(jià)為x，則5×2×1=1×2×x，解得x=+5，則生成碘酸，所以發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為5Cl2+I2+6H2O═10HCl+2HIO3；

③乙為電解裝置，由電子流向可知石墨為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，電解反應(yīng)為2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，當(dāng)乙反應(yīng)有0.01mol電子轉(zhuǎn)移，生成氫氧根離子為0.01mol，則氫氧根離子的濃度為0.1mol/L；

(2)①甲為原電池裝置，鐵作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-═Fe2+；

②乙裝置中陽(yáng)極上氫氧根離子失電子生成氧氣，陰極上銅離子得電子生成Cu，其電解反應(yīng)的離子方程式為：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；

③由2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，要使溶液恢復(fù)原狀態(tài)，可加入CuO(或CuCO3)，一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?/span>1，則c(H+)=0.1mol/L-10-5mol/L=0.1mol/L，n(H+)=0.1L×0.1mol/L=0.01mol，則由電解反應(yīng)可知析出的Cu的物質(zhì)的量為0.005mol，由Cu原子守恒可知，m(CuO)=0.005mol×80g/mol=0.4g，或m(CuCO3)=0.005mol×124g/mol=0.62g。