某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。(1)X极与电源的 (填“正”或“负”)极相连,氢气从 (选填“
题型:不详难度:来源:
某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的 (填“正”或“负”)极相连,氢气从 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出。 (2)离子交换膜只允许一类离子通过,则M为 (填“阴离子”或“阳离子”,下同)交换膜,N为 交换膜。 (3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极),则电池负极的电极反应式为 。 (4)若在标准状况下,制得11.2 L氢气,则生成硫酸的质量是 ,转移的电子数为 。 |
答案
(1)正 C (2)阴离子 阳离子 (3)H2-2e-+2OH-=2H2O (4)49g 6.02×1023 |
解析
题图中左边加入含硫酸的水,暗示左边制硫酸,即OH-在阳极发生氧化反应,使左边溶液中H+增多,为了使溶液呈电中性,硫酸钾溶液中的SO42-通过M交换膜向左边迁移,即M为阴离子交换膜,由此推知X为阳极,与电源正极相连,B出口产生氧气,A出口流出硫酸;同理,右侧加入含KOH的水,说明右边制备KOH溶液,H+在Y极发生还原反应,说明Y极为阴极,与电源负极相连,右边溶液中OH-增多,硫酸钾溶液中K+向右迁移,N为阳离子交换膜。所以,C出口产生氢气,D出口流出KOH溶液。(3)若将制得的氢气和氧气在氢氧化钾溶液中构成原电池,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,负极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O。(4)n(H2)=0.5 mol,2H++2e-=H2↑,得电子为1 mol,X极的反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=4H++O2↑,根据电子守恒知,生成H+的物质的量为1 mol,故生成0.5 mol H2SO4,m(H2SO4)=49 g。 |
举一反三
如图为相互串联的甲乙两个电解池,X、Y为直流电源的两个电极。电解过程中,发 现石墨电极附近先变红。请回答:
(1)电源X极为 极(填“正”或“负”),乙池中Pt电极上的电极反应式为 。 (2)甲池若为电解精炼铜的装置,其阴极增重12.8 g,则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积为 ,电路中通过的电子为 mol。 (3)在(2)的情况下,若乙池剩余溶液的体积仍为400 mL,则电解后所得溶液c(OH-)= 。 |
利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是
A.a为直流电源的负极 | B.阴极的电极反应式为:2HSO3-+2H++e-=S2O42-+2H2O | C.阳极的电极反应式为:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ | D.电解时,H+由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室 |
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下列关于电解池的叙述中正确的是( )A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的 | B.金属导线中,电子从电源的负极流向电解池的阳极,从电解池的阴极流向电源的正极 | C.在电解质溶液中,阴离子向阴极运动,阳离子向阳极运动 | D.相同时间内,阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等 |
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能用电解原理说明的问题是( ) ①电解是把电能转变成化学能 ②电解是化学能转变成电能 ③电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化 ④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现 ⑤任何溶液被电解时,必然导致氧化还原反应的发生 |
若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu+2H+Cu2++H2↑,则下列关于该装置的有关说法中正确的是( )A.该装置可能是原电池,也可能是电解池 | B.该装置只能是原电池,且电解质溶液为硝酸 | C.该装置只能是电解池,且金属铜为该电解池的阳极 | D.该装置只能是原电池,电解质溶液不可能是盐酸 |
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