Question

12．根据如图所提供的信息，在反应一段时间后：
（1）甲池中的现象为：铁棒逐渐溶解，碳棒上有红色物质析出，蓝色溶液逐渐变浅．
（2）乙池中总反应的离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
（3）将湿润的淀粉KI试纸放在乙池碳棒附近，发现试纸变蓝，其原因是：（用离子方程式表示）Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；但过一段时间后又发现蓝色褪去，这是因为过量的Cl₂将生成的I₂又氧化．若反应的Cl₂和I₂物质的量之比为5：1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为：5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl．
（4）若乙池的电源连接方向开始时就与上述的图示相反，则反应一段时间后，其溶液中可能出现的现象是产生白色絮状沉淀．
（5）现有200mL食盐水，用石墨电极电解．当阴极产生气体的体积为0.224L（标准状况）时停止电解，阳极的电极反应式为2C1^--2e^-=C1₂↑，电解后，溶液在常温下的pH约为13（忽略体积变化）．

Answer 1

分析 （1-4）由图可知，甲为原电池，负极为Fe，电池反应为Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，乙为电解池，由电子流向正极可知，C为阳极，Fe为阴极，电解反应为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，以此来解答；
（5）电解食盐水时，C1^-在阳极失电子生成氯气；阴极生成氢气，根据氢气的量求出氢氧化钠的量，然后求出PH．

解答 解：（1）甲中发生Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，观察到铁棒逐渐溶解，碳棒上有红色物质析出，蓝色溶液逐渐变浅，
故答案为：铁棒逐渐溶解，碳棒上有红色物质析出，蓝色溶液逐渐变浅；
（2）乙为电解池，由电子流向正极可知，C为阳极，Fe为阴极，电解反应为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（3）乙池碳棒附近氯离子放电生成氯气，氯气氧化KI生成碘单质遇淀粉变蓝，离子反应为Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，过量的Cl₂将生成的I₂又氧化．若反应的Cl₂和I₂物质的量之比为5：1，且生成两种酸，Cl元素的化合价降低，生成盐酸，I元素的化合价升高，由电子守恒可知，5×2×（1-0）=1×2×（x-0），解得x=+5，生成物为碘酸，该化学反应为5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl，
故答案为：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl；
（4）若乙池的电源连接方向开始时就与上述的图示相反，则Fe为阳极，失去电子，阴极氢离子放电生成氢气，生成的亚铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，观察到产生白色絮状沉淀，故答案为：产生白色絮状沉淀；
（5）电解食盐水时，C1^-在阳极失电子生成氯气，其电极反应式为：2C1^--2e^-=C1₂↑；阴极生成氢气，n（H₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol；已知2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，当产生的H₂的体积为0.224L即0.01mol时，生成氢氧化钠的物质的量为0.02mol，所以溶液中NaOH的物质的量浓度=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，所以氢离子的浓度为1×10^-13mol/L，pH=13，故答案为：2C1^--2e^-=C1₂↑；13．

点评 本题考查原电池和电解池，装置的判断是解答的关键，注意把握原电池和电解池的工作原理，明确离子的放电顺序及发生的电极反应即可解答，题目难度中等．