题目内容
碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病．碘酸钾（KIO3）是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水．碘酸钾在酸性介质中与碘化物作用生成单质碘．（1）以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示．电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I2+6KOH═5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区．另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却．电解时，阳极上发生反应的电极反应式为
（2）若用不同种电池作为上述实验的电源，请分析电池反应．
①铅蓄电池总反应的化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4
| 放电 | 充电 |
②MnO2-Zn组成碱性干电池在放电时的负极反应为：
③以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C3H8+5O2═3CO2+4H2O．写出该电池正极的电极反应：
④当产生相同质量的KIO3时，理论上，上述三种电池中分别消耗的Pb、Zn、丙烷的物质的量之比是
（3）电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I-．请设计一个检验电解液中是否有I-的实验方案．（写出实验方法、现象和结论）
分析：（1）阳极上失电子发生氧化反应，根据碘酸钾和碘的化合价变化计算；
（2）①充电时，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应；
②锌锰碱性干电池中，锌易失电子作负极，二氧化锰作正极；
③丙烷燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子；
④根据转移电子相等进行计算；
（3）酸性条件下，碘离子和碘酸根离子能发生氧化还原反应生成碘单质，淀粉遇碘变蓝色，根据溶液是否变蓝判断是否含有碘离子．
（2）①充电时，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应；
②锌锰碱性干电池中，锌易失电子作负极，二氧化锰作正极；
③丙烷燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子；
④根据转移电子相等进行计算；
（3）酸性条件下，碘离子和碘酸根离子能发生氧化还原反应生成碘单质，淀粉遇碘变蓝色，根据溶液是否变蓝判断是否含有碘离子．
解答：解：（1）电解时，阳极上碘离子失电子生成碘单质，电极反应式为：2I--2e-═I2，每生成1mol KIO3，电路中通过电子的物质的量=1mol×[5-（-1）]=6mol，
故答案为：2I--2e-═I2；6；
（2）①充电时，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应，电极反应式为PbSO4（s）+2H2O-2e-═PbO2+4H++SO42-，
故答案为：PbSO4（s）+2H2O-2e-═PbO2+4H++SO42-；
②锌锰碱性干电池中，锌易失电子作负极，二氧化锰作正极，负极上电极反应式为Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2，
故答案为：Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2；
③丙烷燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2+2CO2+4e-═2CO32-，
故答案为：O2+2CO2+4e-═2CO32-；
④1mol Pb、Cd、丙烷失去的电子分别为2mol、2mol、20mol，所以根据得失电子守恒可知，Pb、Cd、丙烷的物质的量之比是10：10：1，
故答案为：10：10：1；
（3）电解后的溶液区含有碘酸根离子，酸性条件下，碘离子和碘酸根离子能发生氧化还原反应生成碘单质，淀粉溶液遇碘变蓝色，所以实验方法是：取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝；如果阳极区含有碘离子，加入稀硫酸后就有碘单质生成，淀粉溶液就会变蓝色，否则不变色，
故答案为：取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝；如果阳极区含有碘离子，加入稀硫酸后就有碘单质生成，淀粉溶液就会变蓝色，否则不变色．
故答案为：2I--2e-═I2；6；
（2）①充电时，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应，电极反应式为PbSO4（s）+2H2O-2e-═PbO2+4H++SO42-，
故答案为：PbSO4（s）+2H2O-2e-═PbO2+4H++SO42-；
②锌锰碱性干电池中，锌易失电子作负极，二氧化锰作正极，负极上电极反应式为Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2，
故答案为：Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2；
③丙烷燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2+2CO2+4e-═2CO32-，
故答案为：O2+2CO2+4e-═2CO32-；
④1mol Pb、Cd、丙烷失去的电子分别为2mol、2mol、20mol，所以根据得失电子守恒可知，Pb、Cd、丙烷的物质的量之比是10：10：1，
故答案为：10：10：1；
（3）电解后的溶液区含有碘酸根离子，酸性条件下，碘离子和碘酸根离子能发生氧化还原反应生成碘单质，淀粉溶液遇碘变蓝色，所以实验方法是：取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝；如果阳极区含有碘离子，加入稀硫酸后就有碘单质生成，淀粉溶液就会变蓝色，否则不变色，
故答案为：取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝；如果阳极区含有碘离子，加入稀硫酸后就有碘单质生成，淀粉溶液就会变蓝色，否则不变色．
点评：本题考查了原电池和电解池原理、离子检验等知识点，明确各个电极上得失电子及反应类型是解本题关键，难点是电极反应式的书写，要根据电解质来分析解答，难度中等．
练习册系列答案
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