常温下电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如下图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),根据图中信息
题型:不详难度:来源:
常温下电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如下图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),根据图中信息回答下列问题。
⑴通过计算推测: ①原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度。 ②t2时所得溶液的pH。 ⑵实验中发现,阳极产生的气体体积与阴极相比,明显小于对应时间段的理论值。试简要分析其可能原因。 |
答案
⑴①c(NaCl)=0.1mol/L c(CuSO4)=0.1mol/L ②pH=1 ⑵产生的氯气和氧气在水中的溶解度明显大于氢气 |
解析
试题分析:电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极发生Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑,结合图可知,Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系,Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系。 (1)①由图可知,产生氯气为224mL,则由2Cl--2e-=Cl2↑可知 n(NaCl)=(0.224L÷22.4L/mol)×2=0.02mol 所以c(NaCl)=0.02mol÷0.2L=0.1mol/L 由t2时生成氧气为112mL,n(O2)=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol 则共转移电子为0.02mol+0.005mol×4=0.04mol 根据电子守恒及Cu2++2e-=Cu可知 n(CuSO4)=0.04mol÷2=0.02mol 所以c(CuSO4)=0.02mol÷0.2L=0.1mol/L ②由t2时4OH--4e-=O2↑+2H2O~4H+可知 n(H+)=0.005mol×4=0.02mol 则溶液的c(H+)=0.02mol÷0.2L=0.1mol/L 所以pH=1 (2)由于产生的氯气和氧气在水中的溶解度明显大于氢气,所以阳极产生的气体体积与阴极相比,明显小于对应时间段的理论值。 点评:该题是中等难度的试题,试题综合性强,侧重对学生答题能力的培养。明确发生的电极反应及图象的对应关系是解答本题的关键,有利于调动学生的学习兴趣,激发学生的学习积极性,有利于提高学生应试能力,提升学生的学科素养。 |
举一反三
以惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1mol,恰好恢复到电解前的pH和浓度,则电解过程中转移的电子的物质的量为:A.0.1mol | B.0.2mol | C.0.3mol | D.0.4mol |
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用铂电极(惰性)电解下列溶液时,阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是( )A.稀NaOH溶液 | B.HCl溶液 | C.NaCl溶液 | D.酸性AgNO3溶液 |
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如图两个电解槽中,A、B、C、D均为石墨电极。若电解过程中共有0.02mol电子通过,下列叙述中正确的是( )
A.甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64g B.甲烧杯中B极上电极反应式4OH--4e-= 2H2O+O2↑ C.烧杯中C极上电极反应式为4H+ + 4e-=2H2↑ D.乙烧杯中滴入酚酞试液,D极附近先变红 |
电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如下图所示,其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为1∶2,以下说法正确的是( )
A.a极与电源的负极相连 | B.产物丙为硫酸溶液 | C.离子交换膜d为阴离子交换膜 | D.a电极反应式:2H2O+2e-= H2↑+2OH- |
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由于Fe (OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe (OH)2沉淀,应用下图电解实验可以制得白色的纯净的Fe (OH)2沉淀。两电极材料分别为石墨和铁。
(1)b电极材料应为____,电极反应式为________________。 (2)电解液C可以是__________。A.纯净水 | B.NaCl溶液 | C.NaOH溶液 | D.CuCl2溶液 |
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