Question

如图所示甲、乙是电化学实验装置：

乙

（1）若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。

①甲中石墨棒上的电极反应式为_________________________________________________。

②乙中总反应的离子方程式为___________________________________________________。

③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl₂氧化了生成的I₂。若反应中Cl₂和I₂的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_____。

（2）)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO₄溶液：

①甲中铁棒上的电极反应式为___________________________________________________。

②如果起始时乙中盛有200 mL pH＝5的CuSO₄溶液(25 ℃)，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入_____________________(填写物质的化学式)______________g。

Answer

O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3 Fe－2e－＝Fe2＋ CuO (或CuCO3) 0.8 (或1.24)

【解析】本题考查原电池的工作原理和电解原理，以及电极反应式的书写，（1）①甲中铁作负极，石墨作正极，发生吸氧腐蚀，石墨电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－；②根据电子流动方向，铁作阴极，此装置是电解饱和食盐水，因此总电极反应式为：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；③Cl2作氧化剂，被还原成Cl－，I2为还原剂，根据得失电子数目守恒，因此有5×2×1=1×(x－0)×2，x=5，I被氧化成HIO3，因此反应方程式为：5Cl2＋I2＋6H2O=10HCl＋2HIO3；（2）①甲中发生Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，铁作负极，电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋；②乙中发生总反应是2CuSO4＋2H2OCu＋O2↑＋2H2SO4，恢复到电解前的状态，需要加入CuO或CuCO3，pH=1此时溶液中n(H＋)=200×10－3×0.1mol=0.02mol，如果加入CuO，则需要的m(CuO)=0.02×80/2g=0.8g，假如加入CuCO3，m(CuCO3)=0.02×124/2g=1.24g。

点睛：本题的难点是问题(1)中③，首先判断谁是氧化剂，谁是还原剂，Cl2的氧化性强于I2，因此Cl2为氧化剂，被还原成Cl－，I2为还原剂，然后根据得失电子数目守恒，判断出I2被氧化哪种物质，从而写出反应方程式。