Question

13．如圖甲、乙是電化學實驗裝置．
（1）若甲燒杯中所盛溶液是FeCl₃溶液，則總反應的離子方程式為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；若甲燒杯中所盛溶液是CuSO₄溶液，則鐵棒上的電極反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺．
（2）若乙燒杯中所盛溶液是NaCl溶液，則Fe作陰極（填“陽極”或“陰極”），將生成的Cl₂通入淀粉KI溶液中，發(fā)現溶液先變藍后褪色．已知參加反應的Cl₂和KI的物質的量之比為3：1，則該反應的離子方程式為I^-+3Cl₂+3H₂O=IO₃^-+6H⁺+6Cl^-．
（3）25℃時，向乙燒杯中加入200mLpH=5的CuSO₄溶液，電解一段時間后停止通電，鐵棒增加0.64g，假設溶液體積變化忽略不計，則此時溶液的pH=1，若要使溶液恢復到電解前的狀態(tài)，可向溶液中加入0.8g的CuO（填化學式）．

Answer 1

分析 （1）甲為原電池，鐵碳FeCl₃原電池中，Fe為負極，Fe與鐵離子反應生成亞鐵離子；鐵碳CuSO₄溶液原電池中，Fe為負極，Fe失電子生成亞鐵離子；
（2）乙為電解池，據電子流向可知，C為陽極，Fe為陰極；據電子守恒書寫氯氣與KI反應的離子方程式；
（3）電解硫酸銅溶液時，陽極反應為4OH^--4e^-=O₂↑+4H₂O，陰極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu，總方程式為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，以此解答該題．

解答 解：（1）甲為原電池，鐵碳FeCl₃原電池中，Fe為負極，Fe與鐵離子反應生成亞鐵離子，離子方程式為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；鐵碳CuSO₄溶液原電池中，Fe為負極，Fe失電子生成亞鐵離子，鐵棒上的電極反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）乙為電解池，據電子流向可知，C為陽極，Fe為陰極；參加反應的Cl₂和KI的物質的量之比為3：1，據氧化還原反應中得失電子守恒，反應的離子方程式為I^-+3Cl₂+3H₂O=IO₃^-+6H⁺+6Cl^-，故答案為：陰極；I^-+3Cl₂+3H₂O=IO₃^-+6H⁺+6Cl^-；
（3）當乙池中的電極上析出0.640gCu時，n（Cu）=$\frac{0.64g}{64g/mol}$=0.01mol，由總方程式2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄可知生成0.01molH₂SO₄，
則c（H⁺）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，pH=1；若要使溶液恢復到電解前的狀態(tài)，需向電解質溶液中加入0.01molCuO，其質量為0.01mol×80g/mol=0.8g，
故答案為：1；0.8；CuO．

點評 本題考查原電池和電解池知識，側重于學生的分析能力、計算能力和電化學知識的綜合考查，為高考常見題型和高頻考點，注意把握電極方程式的書寫，難度不大．