Question

如图甲、乙是电化学实验装置。

(1)若甲、乙两烧杯中均盛有饱和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

(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)

【解析】(1)若两烧杯中均盛有饱和NaCl溶液，则：

①甲装置为原电池，石墨棒作正极，O2放电，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-。

②乙装置为电解池，石墨棒上发生氧化反应，Fe电极不参与反应，其实质与用惰性电极电解食盐水相同，离子方程式为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。③Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，生成HCl和HIO3。

(2)若两烧杯中均盛有CuSO4溶液，则：①甲装置为原电池，铁作负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。②乙装置为电解池，电解反应为：2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑，根据电解方程式，从电解质溶液中析出Cu，放出O2，因此只需加入CuO(或CuCO3)即可恢复到电解前的状态。由电解反应式可知，2H+～CuO～CuCO3，电解后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)