Question

甲、乙兩池的電極材料如圖所示，請按要求回答下列問題：

(1)若兩池中均為Cu(NO₃)₂溶液，反應一段時間后：
①有紅色物質析出的是甲池中的    （填“鐵”或“碳”）棒；乙池中的    （填
“陰”或“陽”）極。
②乙池中陽極上發生的電極反應方程式是                      。
(2)若兩池中均為飽和NaCl溶液：
①寫出乙池中總反應的化學方程式：                                 。
②甲池中碳極上電極反應方程式是                            ，乙池碳極上
電極反應屬于          （填“氧化反應”或“還原反應”）。
③將濕潤的淀粉KI試紙放在乙池碳極附近，發現試紙變藍，待一段時間后又發現
藍色褪去。這是因為過量的Cl₂將生成的I₂又氧化。若反應的C1₂和I₂物質的量
之比為5：1，且生成HCl和另一種強酸，該強酸的化學式為            。
④若乙池中轉移0．1 mol e^-后停止實驗，池中溶液體積是1L，則溶液混勻后的pH=   （不考慮所生成的氣體溶解在溶液中的情況）

Answer 1

（1）①碳 陰    ② 4OH^- -4e^- =2H₂O+O₂↑
(2) ①2NaCl+2H₂O=Cl₂↑ +H₂↑ +2NaOH
②2H₂O+O₂+4e-=4OH^-         氧化反應
③HIO₃                     ④13

試題分析：
甲沒有外接電源，所以是原電池，鐵作負極，碳作正極；乙有外接電源，所以是電解池，根據電子的流向判斷，鐵作陰極，碳作陽極；
（1）①甲池中的 正極發生還原反應，有金屬析出，所以是碳棒；乙池中的陰極發生還原反應，有金屬析出，所以是鐵棒；故答案為：碳；陰．
②乙池中陽極上發生氧化反應，氫氧根離子的放電能力大于硝酸根離子的放電能力，所以是氫氧根離子失電子生成氧氣和水，故答案為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O
（2）①氯化鈉溶液中存在的離子是：氯離子、氫氧根離子、鈉離子、氫離子，氯離子的放電能力于氫氧根離子，氫離子的放電能力大于鈉離子，所以該反應的生成物是氯氣、氫氣、氫氧化鈉．
故答案為：2H₂O+2NaCl 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑
②在中性溶液中，溶有一定量的氧氣，此時會發生吸氧腐蝕，負極上鐵失電子，正極上氧氣和水得電子生成氫氧根離子，乙池中碳棒作陽極，陽極上發生氧化反應，
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；氧化反應。
③乙池碳極附近氯離子放電生成氯氣，氯氣氧化KI生成碘單質遇淀粉變藍，離子反應為Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，過量的Cl2將生成的I₂又氧化．若反應的Cl2和I₂物質的量之比為5：1，且生成兩種酸，Cl元素的化合價降低，生成鹽酸，I元素的化合價升高，由電子守恒可知，5×2×（1-0）=1×2×（x-0），解得x=+5，生成物為碘酸，該化學反應為5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl，故另一種強酸為HIO₃。
故答案為：HIO₃
④乙池中電解氯化鈉溶液時，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，所以電池反應式為：2H₂O+2NaCl 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，當有0．1mol電子轉移時，生成氫氧化鈉的物質的量是0．1mol，則生成氫氧化鈉的物質的量濃度=0．1mol/1L=0．1mol/L，則OH^-的濃度是0．1mol/L，即pH=13。
故答案為：13