用a、b两个质量相等的Pt电极电解AlCl3和CuSO4的混合溶液[n(AlCl3)∶n(CuSO4)=1∶9]。t1时刻a电极得到混合气体,其中Cl2在标准状

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用a、b两个质量相等的Pt电极电解AlCl₃和CuSO₄的混合溶液[n(AlCl₃)∶n(CuSO₄)=1∶9]。t₁时刻a电极得到混合气体,其中Cl₂在标准状况下为224 mL(忽略气体的溶解);t₂时刻Cu全部在电极上析出。下列判断正确的是（）

A．a电极与电源的负极相连

B．t₂时,两电极的质量相差3.84 g

C．电解过程中,溶液的pH不断增大

D．t₂时,b的电极反应是4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑

答案

解析

根据a电极得到氯气,即2Cl^--2e^-=Cl₂↑,则电极a为阳极,与电源的正极相连,A错;n(Cl₂)="0.01" mol,则n(Cl^-)="0.02" mol,n(AlCl₃)="0.02/3" mol,则n(CuSO₄)="0.06" mol,t₂时,阴极b上铜离子完全析出,其电极质量增加0.06 mol×64 g/mol="3.84" g,B项正确;刚开始时Cl^-和Cu²⁺放电(相当于电解CuCl₂:0.01 mol),溶液的pH不变,当Cl^-放电结束后,则是OH^-和Cu²⁺放电(相当于电解CuSO₄:0.05 mol,方程式为:2CuSO₄+2H₂O=2Cu+2H₂SO₄+O₂↑),此时由于消耗OH^-而溶液的酸性增强;t₂时刻,Cu²⁺放电完毕,a、b两极分别是OH^-和H⁺放电,相当于电解Al₂(SO₄)₃(实质是电解H₂O),溶剂减少,b电极的电极反应是2H⁺+2e^-=H₂↑,c(H₂SO₄)增大,所以酸性增强。

举一反三

A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：

阳离子	Na^＋、K^＋、Cu²^＋
阴离子	SO₄^2-、OH^－

如图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。请回答下列问题：

（1）M为直流电源的________极，b电极上发生的电极反应为________。
（2）计算e电极上生成的气体在标准状况下的体积为________________。
（3）写出乙烧杯中的总反应的离子方程式：_________________________________。
（4）要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，需要进行的操作是(写出要加入的物质和质量)______________________________。

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以黄铜矿精矿为原料，制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示：
Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS₂，含有少量CaO、MgO、Al₂O₃)粉碎。
Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验

将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解。在阴极区通入氧气，并加入少量催化剂。
Ⅲ.一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应：2RH(有机相)＋Cu²^＋(水相)

R₂Cu(有机相)＋2H^＋(水相)
分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu²^＋得以再生。
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。
（1）黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：
CuFeS₂＋4H^＋=Cu²^＋＋Fe²^＋＋2H₂S
2Fe³^＋＋H₂S=2Fe²^＋＋S↓＋2H^＋
①阳极区硫酸铁的主要作用是____________。
②电解过程中，阳极区Fe³^＋的浓度基本保持不变，原因是______________________。
（2）阴极区，电极上开始时有大量气泡产生，后有固体析出，一段时间后固体溶解。写出上述现象对应的反应式____________________。
（3）若在实验室进行步骤Ⅲ，分离有机相和水相的主要实验仪器是__________；加入有机萃取剂的目的是__________。
（4）步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu²^＋得以再生的原理是____________。
（5）步骤Ⅳ，若电解200 mL 0.5 mol·L^－1的CuSO₄溶液，生成铜3.2 g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________。

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碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防治碘缺乏病，KI、KIO₃曾先后用于加碘盐中。
(1)工业上可以通过铁屑法生产KI，其工艺流程如下：

①反应Ⅰ生成铁与碘的化合物，若该化合物中铁元素与碘元素的质量比为21∶127，则加入足量碳酸钾时，反应Ⅱ的化学方程式为____________________。
②操作A包括__________________；用冰水洗涤的目的是__________________。
(2)KIO₃可以通过H₂O₂氧化I₂先制得HIO₃，然后再用KOH中和的方法进行生产。
①烹饪时，含KIO₃的食盐常在出锅前加入，其原因是_____________________________
②若制得1 284 kg KIO₃固体，理论上至少需消耗质量分数为30%的双氧水________ kg。
③KIO₃还可通过下图所示原理进行制备。电解时总反应的离子方程式为____________。若忽略溶液体积的变化，则电解结束后阴极区的pH与电解前相比________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

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用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，停止电解，向溶液中加入一定质量的另一种物质（括号内），能使溶液完全复原的是

A．CuCl₂　（CuO）	B．NaOH　（NaOH）
C．CuSO₄　（CuCO₃）	D．NaCl　（NaOH）

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某同学按图所示的装置进行电解实验，下列说法错误的是( )。

A．电解初期，石墨电极上有H₂产生

B．整个电解过程中，H^＋的浓度不断增大

C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出

D．电解初期，总反应方程式为：

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