Question

甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：
（1）若两池中均为CuSO₄溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的______棒，乙池中的______棒．
②乙池中阳极的电极反应式是______．
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的离子方程式______．
②甲池中碳极上电极反应式是______，乙池碳极上电极反应属于______（填“氧化反应”或“还原反应”）．
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙池碳极附近，发现试纸变蓝，待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______．
④若乙池转移0.02mol e^-后停止实验，池中溶液体积是200mL，测溶液混匀后的pH=______．

Answer 1

甲装置是原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，乙有外接电源属于电解池，根据电子的流向知，碳是阳极，铁是阴极，阳极上失电子发生氧化反应；
（1）若两池中均为CuSO₄溶液，反应一段时间后，①甲池中，正极上铜离子得电子而析出铜，乙池中，阴极铁棒上铜离子得电子而析出铜；
②乙池中阳极上，氢氧根离子失电子生成氧气和水，电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案为：①碳、铁，②4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液，
①电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上水得电子生成氢气 和氢氧根离子，所以电池反应式为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
②甲池中碳极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，
乙池碳极上氯离子失电子发生氧化反应，
故答案为：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，氧化反应；
③过量的Cl₂将生成的I₂又氧化，氯气被还原生成氯离子，1mol氯气被还原得到2mol电子，若反应的Cl₂和I₂物质的量之比为5：1，且生成两种酸，根据得失电子数相等知，含碘的酸中碘的化合价是+5价，所以含碘的酸是碘酸，故氯气和碘、水反应生成盐酸和碘酸，反应方程式为：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，
故答案为：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
④设生成氢氧化钠的浓度是Cmol/L，
2Cl^-+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-转移电子
                        2mol 2mol
                     0.2Cmol 0.02mol 
C=

2mol×0.02mol

2mol×0.2mol

=0.1，即氢氧化钠的物质的量浓度是0.1mol/L，则溶液的pH=13，
答：氢氧化钠溶液的pH=13．