Question

如圖甲、乙是電化學實驗裝置。

（1）若甲、乙兩燒杯中均盛有NaCl溶液，則：
①甲中石墨棒上的電極反應式為       ；
②乙中總反應的離子方程式為        ；
③將濕潤的淀粉KI試紙放在乙燒杯上方，發現試紙先變藍后褪色，這是因為過量的Cl₂氧化了生成的I₂ 。若反應中Cl₂和I₂的物質的量之比為5∶1，且 生成兩種酸，該反應的化學方程式為        。
（2）若甲乙兩燒杯中均盛有足量CuSO₄溶液，則：
①甲中鐵棒上的電極反應式為       ；
②如果起始時乙中盛有200mLpH=5的CuSO₄溶液(25℃)，一段時間后溶液的pH變為1，若要使溶液恢復到電解前的狀態，可向溶液中加入的物質是    (寫化學式)，其質量為          g。    

Answer 1

（1）①2H₂O+O₂+4e^-===4OH^-；
②2Cl^-+2H₂OH₂↑+Cl₂↑+2OH^-，
③5Cl₂+I₂+6H₂O===10HCl+2HIO₃；
（2）①Fe-2e^-===Fe²⁺；
②CuO(或CuCO₃)  0.8g或1.24g。

解析試題分析：：（1）①甲為原電池裝置，石墨棒上氧氣得電子發生還原反應，反應為2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
②乙為電解裝置，由電子流向可知石墨為陽極，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，則電解反應為2Cl^-+2H₂OH₂↑+Cl₂↑+2OH^-，
③Cl₂氧化了生成的I₂，Cl元素的化合價降低，生成鹽酸，反應中Cl₂和I₂的物質的量之比為5：1，設元素的化合價為x，則5×2×1=1×2×x，解得x=+5，則生成碘酸，所以發生的化學反應為5Cl₂+I₂+6H₂O═10HCl+2HIO₃；
（2）①甲為原電池裝置，鐵作負極，負極反應為Fe-2e^-═Fe²⁺；
②由2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，要使溶液恢復原狀態，可加入CuO(或CuCO₃)，一段時間后溶液的pH變為1，則c(H⁺)=0.1mol/L-10^-5mol/L=0.1mol/L，n(H⁺)=0.2L×0.1mol/L=0.02mol，則由電解反應可知析出的Cu的物質的量為0.01mol，由Cu原子守恒可知，m(CuO)=0.01mol×80g/mol=0.8g，或m(CuCO₃)=0.01mol×124g/mol=1.24g。
考點：有關原電池和電解池的反應原理，電解反應的計算。