Question

下圖兩個裝置中用滴有酚酞的NaCl溶液做電解質溶液，進行化學能和電能相互轉化的研究。請回答：

（1）寫出兩個鐵電極上的電極反應式。
甲：                              
乙：                              
（2）甲裝置中    電極附近的溶液先變紅，乙裝置中   電極附近的溶液先變紅。
（3）檢驗乙中C電極反應產物的方法是                         。
（4）電解氯化鈉稀溶液可制備“84消毒液”，通電時氯氣被溶液完全吸收，若所得消毒液僅含一種溶質，寫出相應的化學方程式：                                。所得消毒液中離子濃度的由大到小順序                                。
（5）如果起始時乙中盛有足量一定濃度的CuSO₄溶液，反應一段時間后，要使溶液恢復到以前的狀態，可向溶液中加入一定量的            (填化學式)。

Answer 1

（14分）（1）Fe —2e^－ = Fe²⁺         2H⁺ + 2e^－= H₂↑　   （2）C     Fe （每空1分）
（3）用濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近C電極所在一側的支管口，試紙變藍
（4）NaCl + H₂O  NaClO + H₂↑　   c(Na⁺)＞ c(ClO^-)＞c(OH^-) ＞c( H⁺)  （5）CuO（或CuCO₃）

試題分析：（1）根據裝置的特點可知，甲是原電池，鐵是負極，發生吸氧腐蝕，負極電極反應式是Fe－2e^－＝Fe²⁺。乙是電解池，鐵電極和電源的負極相連，作陰極，電極反應式是2H⁺ + 2e^－= H₂↑。
（2）甲裝置中碳棒是正極，氧氣得到電子，生成OH^－，所以碳棒電極附近的溶液先變紅；乙裝置中鐵電極是陰極，溶液中的氫離子放電，破壞了陰極周圍水的電離平衡，所以陰極周圍溶液顯堿性，所以鐵電極附近的溶液先變紅。
（3）乙中C電極反應產物是氯氣，具有強氧化性，所以檢驗的方法是用濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近C電極所在一側的支管口，試紙變藍。
（4）根據題意可知，氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成物中只有一種溶質，所以該溶質是偏鋁酸鈉，則反應的化學方程式是NaCl + H₂O  NaClO + H₂↑。疲勞壽命水解顯堿性，則溶液中離子濃度大小關系是c(Na⁺)＞ c(ClO^-)＞c(OH^-) ＞c( H⁺)。
（5）如果起始時乙中盛有足量一定濃度的CuSO₄溶液，則電解的生成物是氧氣、銅和稀硫酸。所以反應一段時間后，要使溶液恢復到以前的狀態，可向溶液中加入一定量的CuO（或CuCO₃）。
點評：該題是中等難度的試題，試題綜合性強，貼近高考。側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練。有助于培養學生的邏輯思維能力和發散思維能力，提高學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力。該題的關鍵是明確原電池和電解池的工作原理，特別是電解池中離子的放電順序，然后結合題意靈活運用即可。