Question

14．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碳棒，乙池中铁棒．
②乙池中阳极的电极反应式是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①甲池中碳极上电极反应属于还原反应（填“氧化反应”或“还原反应”），写出甲池中该电极反应O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．
②乙池中碳极上电极反应是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，检验该电极反应产物的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸检验．写出乙池总的离子方程式2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
③若乙池转移0.02mole^-后停止实验，乙池两极在标准状况下共收集到的气体体积为（不计损失）0.448L．

Answer 1

分析 （1）甲为原电池，Fe为负极，电池反应为Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；乙有外接电源为电解池，由电子流向可知，Fe为阴极，铜离子得到电子生成Cu，阳极上氢氧根离子放电；
（2）①甲为原电池，电解质为饱和NaCl溶液时，铁作负极，碳作正极，发生吸氧腐蚀；
②乙为惰性电极电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气，碳为阳极，氯离子失电子生成氯气，氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸检验；
③乙池转移0.02mole^-，由2e^-～Cl₂～H₂计算．

解答 解：（1）①甲为原电池，Fe为负极，C为正极，溶液中铜离子在正极得电子被还原成铜单质，所以碳电极上生成红色物质；乙为电解池，阳极失电子发生氧化反应，由子流向可知Fe为阴极，铜离子在阴极得到电子生成铜，
故答案为：碳；铁；
②乙中阳极上氢氧根离子放电，电极反应为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（2）①甲中发生吸氧腐蚀，碳作正极，氧气得电子发生还原反应，电极反应为O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，
故答案为：还原反应；O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
②碳为阳极，氯离子失电子生成氯气，电极反应为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气，离子反应为2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；用湿润的淀粉碘化钾试纸检验；2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
③乙池转移0.02mole^-，由关系式2e^-～Cl₂～H₂可知，n（Cl₂）=0.01mol，n（H₂）=0.01mol，则乙池两极在标准状况下共收集到的气体体积为0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
故答案为：0.448L．

点评 本题考查原电池和电解池的工作原理，为高频考点，明确工作原理及发生的电极反应是解答的关键，注意电极的判断和电子守恒的应用，题目难度中等．