Question

【題目】下圖所示甲、乙是電化學實驗裝置。

（1）若甲、乙兩燒杯中均盛有NaCl溶液。

①甲中石墨棒上的電極反應式為__________________________________。

②乙中總反應的離子方程式為____________________________________。

③將濕潤的淀粉KI試紙放在乙燒杯上方，發現試紙先變藍后褪色，這是因為過量的Cl2氧化了生成的I2。若反應中Cl2和I2的物質的量之比為5∶1，且生成兩種酸，該反應的化學方程式為_________。

（2）若甲、乙兩燒杯中均盛有CuSO4溶液。

①甲中鐵棒上的電極反應式為__________________________。

②如果起始時乙中盛有200 mL pH＝5的CuSO4溶液(25 ℃)，一段時間后溶液的pH變為1，若要使溶液恢復到電解前的狀態，可向溶液中加入________(填寫物質的化學式)________g。

Answer 1

【答案】2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ 5Cl2＋I2＋6H2O === 10HCl＋2HIO3 Fe－2e－=== Fe2＋ CuO(或CuCO3) 0.8(或1.24)

【解析】

（1）①甲中鐵作負極，石墨作正極，發生吸氧腐蝕，石墨電極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－；②根據電子流動方向，鐵作陰極，此裝置是電解飽和食鹽水，因此總電極反應式為：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；③Cl2作氧化劑，被還原成Cl－，I2為還原劑，根據得失電子數目守恒，因此有5×2×1=1×(x－0)×2，x=5，I被氧化成HIO3，因此反應方程式為：5Cl2＋I2＋6H2O=10HCl＋2HIO3；

（2）①甲中發生Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，鐵作負極，電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋；②乙中發生總反應是2CuSO4＋2H2OCu＋O2↑＋2H2SO4，恢復到電解前的狀態，需要加入CuO或CuCO3，pH=1此時溶液中n(H＋)=200×10－3×0.1mol=0.02mol，如果加入CuO，則需要的m(CuO)=0.02×80/2g=0.8g，假如加入CuCO3，m(CuCO3)=0.02×124/2g=1.24g。