Question

甲、乙两池的电极材料如图所示，请按要求回答下列问题：

(1)若两池中均为Cu(NO₃)₂溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的    （填“铁”或“碳”）棒；乙池中的    （填
“阴”或“阳”）极。
②乙池中阳极上发生的电极反应方程式是                      。
(2)若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的化学方程式：                                 。
②甲池中碳极上电极反应方程式是                            ，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C1₂和I₂物质的量
之比为5：1，且生成HCl和另一种强酸，该强酸的化学式为            。
④若乙池中转移0．1 mol e^-后停止实验，池中溶液体积是1L，则溶液混匀后的pH=   （不考虑所生成的气体溶解在溶液中的情况）

Answer 1

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

试题分析：
甲没有外接电源，所以是原电池，铁作负极，碳作正极；乙有外接电源，所以是电解池，根据电子的流向判断，铁作阴极，碳作阳极；
（1）①甲池中的 正极发生还原反应，有金属析出，所以是碳棒；乙池中的阴极发生还原反应，有金属析出，所以是铁棒；故答案为：碳；阴．
②乙池中阳极上发生氧化反应，氢氧根离子的放电能力大于硝酸根离子的放电能力，所以是氢氧根离子失电子生成氧气和水，故答案为：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O
（2）①氯化钠溶液中存在的离子是：氯离子、氢氧根离子、钠离子、氢离子，氯离子的放电能力于氢氧根离子，氢离子的放电能力大于钠离子，所以该反应的生成物是氯气、氢气、氢氧化钠．
故答案为：2H₂O+2NaCl 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑
②在中性溶液中，溶有一定量的氧气，此时会发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子，正极上氧气和水得电子生成氢氧根离子，乙池中碳棒作阳极，阳极上发生氧化反应，
故答案为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；氧化反应。
③乙池碳极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，故另一种强酸为HIO₃。
故答案为：HIO₃
④乙池中电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，所以电池反应式为：2H₂O+2NaCl 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，当有0．1mol电子转移时，生成氢氧化钠的物质的量是0．1mol，则生成氢氧化钠的物质的量浓度=0．1mol/1L=0．1mol/L，则OH^-的浓度是0．1mol/L，即pH=13。
故答案为：13