(8分)某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水,探究过程如下:实验1:如图所示连接装置,电源接通后,与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生;与电池正极相连的铜丝由
题型:不详难度:来源:
(8分)某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水,探究过程如下: 实验1:如图所示连接装置,电源接通后,与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生;与电池正极相连的铜丝由粗变细.电解开始30 s内,阳极附近出现白色浑浊,然后开始出现橙黄色浑浊,此时测定溶液的pH约为10.随着沉淀量的逐渐增加,橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部,溶液始终未出现蓝色.
实验2:将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出,分装在两支小试管中,以后的操作和现象如下:
序号
| 操作
| 现象
| ①
| 滴入稀硝酸溶液
| 沉淀溶解,有无色气泡产生,最终得到蓝色溶液
| ②
| 滴入稀硫酸溶液
| 橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物,溶液呈现蓝色
| 阅读资料:常见铜的化合物颜色如下:
物质
| 颜色
| 物质
| 颜色
| 氯化铜
| 固体呈棕色,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色
| 氢氧化亚铜(不稳定)
| 橙黄色
| 碱式氯化铜
| 绿色
| 氢氧化铜
| 蓝色
| 氧化亚铜
| 砖红色或橙黄色
| 氯化亚铜
| 白色
| 请回答下列问题: (1)铜的常见正化合价为________、________,最终试管底部橙黄色沉淀的化学式________________. (2)阴极上发生的反应为________________;阳极上发生的反应为________________. (3)写出实验2中①、②的离子方程式: ①____________________________________,②______________________________. |
答案
(1)+1 +2 Cu2O (2)2H++2e-===H2↑ Cu+Cl--e-===CuCl↓(或Cu+OH--e-===CuOH↓) (3)①3Cu2O+14H++2NO===6Cu2++2NO↑+7H2O ②Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O |
解析
(1)铜有+1价和+2价,据实验1的现象说明橙黄色沉淀较稳定,再结合铜的化合物的颜色知该物质应为Cu2O,而Cu2O也符合实验2中的要求。 (2)在阴极上H+放电,反应为2H++2e-===H2↑,而阳极为铜,据现象及信息知反应为Cu-e-+Cl-===CuCl↓。 (3)Cu2O与稀HNO3发生了氧化还原反应,方程式为 3Cu2O+14H++2NO===6Cu2++2NO↑+7H2O,Cu2O与H2SO4反应,据反应现象知产物有CuSO4与Cu生成,故反应为Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。 |
举一反三
(10分)某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏伽德罗常数的值,其实验方案的要点为: ①用直流电电解氯化铜溶液,所用仪器如图:
②在电流为I A,通电时间为t s后,精确测得某电极上析出的铜的质量为m g. 试回答: (1)连接这些仪器的正确顺序为:(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示,下同)E接________,C接________,________接F. (2)写出B电极上发生反应的离子方程式________________.G试管中淀粉KI溶液变化的现象为__________________,相应的离子方程式是__________________. (3)为精确测定电极上析出铜的质量,所必需的实验步骤的先后顺序是________.(选填下列操作步骤的编号) ①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗 ③用蒸馏水清洗电解后电极 ④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜后称量 ⑥再次低温烘干后称量至恒重 (4)已知电子的电荷量为1.6×10-19C.试列出阿伏伽德罗常数的计算表达式:NA=________. |
(14分)课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法.某研究性学习小组将下列装置如图连接,D、F、X、Y 都是铂电极、C、E是铁电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色。试回答下列问题:
(1)电源B 极的名称是___________。 (2)甲装置中电解反应的总化学方程式是:___________ _____。 (3)设电解质溶液过量,则同一时内C、D电极上参加反应的单质或生成的单质的物质的量之比是__________。 (4)欲用丙装置将粗铜(含少量铁、锌等杂质)精炼,G极材料应该是__________(填“粗铜”或“精铜”),电解液中原电解质的物质的量浓度将__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 (5)装置丁中的现象是________________________________________。 (6)设甲池中溶液的体积在电解前后都是500ml,当乙池所产生气体的体积为4.48L(标准状况)时,甲池中所生成物质的物质的量浓度为 mol/L。 |
目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。右图所示为离子交换膜法电解原理示意图。下列有关说法错误的是
A.位于电解槽中央的为阳离子交换膜 | B.电解槽的阳极由碳钢网制成,阴极用金属钛网 | C.电解槽的阴极产物是H2和NaOH溶液 | D.进入阳极室的是精制饱和食盐水 |
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(12分)常温下电解200mLNaCl、CuSO4的混合溶液,所得气体的体积随时间变化如下图所示,根据图中信息回答下列问题。(气体体积已换算成标准状况下的体积,且忽略气体在水中的溶解和溶液体积的变化)
⑴图中曲线________(填Ⅰ或Ⅱ)表示阳极产生气体的变化; ⑵求NaCl和CuSO4的物质的量浓度; ⑶求t2时所得溶液的H+的物质的量浓度。 |
取一张用饱和NaCl溶液浸泡的pH试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电源,一段时间后,发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为白色,外圈呈浅红色。则下列说法错误的是
A.M是直流电的正极 | B.电子流向是N→b→a→M | C.电解过程中,水是氧化剂 | D.b电极附近溶液的pH变小 |
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