(10分)在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体,上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒,可以上下搅动液体,装置如右图.接通电
题型:不详难度:来源:
(10分)在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体,上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒,可以上下搅动液体,装置如右图.接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成.停止通电,取出电极,用搅棒上下剧烈搅动.静置后液体又分成两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色.根据上述实验回答:
(1)阳极上的电极反应式为________. (2)阴极上的电极反应式为________. (3)原上层液体是________. (4)原下层液体是________. (5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是__________________________________. (6)要检验上层液体中含有的金属离子,其方法是______________________________,现象是__________________________________. |
答案
(1)2I--2e-===I2 (2)2H++2e-===H2↑ (3)KI(或NaI等)水溶液 (4)CCl4(或CHCl3等) (5)I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,所以绝大部分I2都转移到CCl4中 (6)焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(其他合理答案同样给分.例如,若③中答NaI水溶液,这里答火焰呈黄色) |
解析
本题是以电解知识为主干,考查了电极反应方程式的书写以及电解原理的应用。但在此实验试题中实际上隐含了对实验基本知识(如萃取原理、焰色反应)的考查,同时在试题中推测溶液的成分富有一定的开放性,而本实验试题的解题的突破口是对实现现象的分析。本题通过溶液分层现象及上层溶液能进行电解可以推断上下两层溶液为无机试剂和有机试剂,通过阳极周围溶液颜色的变化及静置后下层液体显紫色可以推测电解溶液为碘盐溶液,再根据溶液为中性,可进一步推测电解液应为中学中常见的钠盐或钾盐溶液。再根据电极反应方程式的书写规律和基本实验的分析可以顺利完成试题中的问题。 |
举一反三
(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______________________________. |
(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。 |
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