Question

【題目】如圖所示，甲、乙兩池電極材料都是鐵棒和碳棒，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）若兩池中均為CuSO4溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后：

①有紅色物質(zhì)析出的是甲池中的____________棒，乙池中的____________棒。

②乙池中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是___________________。

（2）若兩池中均為飽和NaCl溶液：

①寫(xiě)出乙池中總反應(yīng)的離子方程式_________________ 。

②甲池中碳極上電極反應(yīng)式是_____________________，

③若乙池轉(zhuǎn)移0.02 mol e－后停止實(shí)驗(yàn)，溶液體積是200 mL，則溶液混合均勻后的pH＝____。

Answer 1

【答案】碳 鐵 4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑ 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 2H2O＋O2＋4e－＝4OH－ 13

【解析】

本題考查的是原電池和電解池的工作原理。

（1）甲池為原電池，乙池為電解池，原電池中活潑金屬做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，碳棒做正極，發(fā)生還原反應(yīng)；電解池中陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；

（2）①根據(jù)電解池的工作原理來(lái)書(shū)寫(xiě)電解氯化鈉的離子方程式；

②甲池為原電池，碳棒做正極，發(fā)生還原反應(yīng)；

③根據(jù)電解方程式結(jié)合電子轉(zhuǎn)移以及生成氫氧化鈉的量的關(guān)系來(lái)計(jì)算氫氧根離子的濃度，從而計(jì)算氫離子的濃度，進(jìn)一步計(jì)算pH。

（1）①甲池為原電池，原電池中活潑金屬做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，碳棒做正極，有Cu析出，乙池為電解池，外電路電子由電解池陽(yáng)極流向電源正極，所以碳棒為陽(yáng)極，放出氧氣，陰極鐵電極上發(fā)生還原反應(yīng)有Cu析出。本小題答案為：碳；鐵。

②乙池中，惰性電極為陽(yáng)極，電解硫酸銅溶液，陽(yáng)極氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)為4OH--4e-=2H2O+O2↑。本小題答案為：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑。

（2）①若電解質(zhì)溶液為飽和氯化鈉溶液，則乙池就是用惰性電極為陽(yáng)極電解氯化鈉溶液，總反應(yīng)的離子方程式為：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。本小題答案為： 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。

②甲池中碳棒為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣得到電子生成氫氧根，電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-，本小題答案 2H2O＋O2＋4e－＝4OH－。

③電解氯化鈉溶液的方程式為：2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，乙池轉(zhuǎn)移0.02mole-后，會(huì)生成0.02mol的氫氧化鈉，所得NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度c=n/V=0.02mol÷0.2L=0.1mol/L，c(OH-)=0.1mol/L，則c(H+)=1×10-13mol/L，pH＝13，本小題答案為：13。