Question

如圖甲、乙是電化學實驗裝置。

(1)若甲、乙兩燒杯中均盛有飽和NaCl溶液。
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CuSO₄溶液。
①甲中鐵棒上的電極反應式為：                                  ；
②如果起始時乙中盛有200 mL pH = 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       (填寫物質的化學式)    g。

Answer 1

(1)①O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
②2Cl^-+2H₂O2OH^-+H₂↑+Cl₂↑
③5Cl₂+I₂+6H₂O=10HCl+2HIO₃
(2)①Fe-2e^-=Fe²⁺
②CuO(或CuCO₃)  0.8(或1.24)

(1)若兩燒杯中均盛有飽和NaCl溶液，則：
①甲裝置為原電池，石墨棒作正極，O₂放電，電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-。
②乙裝置為電解池，石墨棒上發生氧化反應，Fe電極不參與反應，其實質與用惰性電極電解食鹽水相同，離子方程式為：2Cl^-+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^-。③Cl₂和I₂的物質的量之比為5∶1，生成HCl和HIO₃。
(2)若兩燒杯中均盛有CuSO₄溶液，則：①甲裝置為原電池，鐵作負極，電極反應式為：Fe-2e^-=Fe²⁺。②乙裝置為電解池，電解反應為：2CuSO₄+2H₂O 2Cu+2H₂SO₄+O₂↑，根據電解方程式，從電解質溶液中析出Cu，放出O₂，因此只需加入CuO(或CuCO₃)即可恢復到電解前的狀態。由電解反應式可知，2H⁺～CuO～CuCO₃，電解后n(H⁺)=" 0.1×0.2" = 0.02(mol)，故m(CuO)＝0.02××80 = 0.8(g)，m(CuCO₃)＝0.02××124＝1.24(g)