(10分)下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液,电极均
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(10分)下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。 据此回答问题:①电源的N端为 极;②电极b上发生的电极反应为 ; ③电极b上生成的气体在标准状况下的体积: ④电极c的质量变化是 g; (2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么? 。 ⑤电解前后各溶液的pH如何变化。(填增大,减小或不变) 甲溶液 ;乙溶液_______;丙溶液_______; |
答案
(1)①正极 ②4OH--4e-=2H2O + O2↑。 ③2.8L ④16g (2)能继续进行,因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应。 ⑤增大, 减小, 不变 |
解析
(1)乙中c电极质量增加,说明c电极是阴极,则d电极是阳极,e是阴极,f是阳极。所以N是电源但正极,M是电源的负极,a是阴极,b是阳极,OH-放电,反应式为4OH--4e-=2H2O + O2↑。丙中电解水,硫酸钾不变,所以电解后溶液酸质量是,因此被电解的水是100g-95.5g=4.5g,物质的量是0.25mol,转移电子是0.25mol×2=0.5mol。所以生成氧气是0.125mol,标准状况下的体积是0.125mol×22.4L=2.8L。根据电子得失守恒可知,c电极析出铜是0.25mol,质量是0.25mol×64g/mol=16g。 (2)铜全部析出后,溶液是硫酸溶液,所以继续通电,反应也就变为水的电解反应。甲相当于电解水,溶液浓度增大,pH增大。Y中有硫酸生成,pH减小,丙也是相当于电解水,浓度增大,但硫酸钾溶液显中性,所以pH不变。 |
举一反三
(7分)已知20℃时NaCl的溶解度为36 g。某氯碱厂使用的设备是阳离子交换膜电解槽,若一次向电解槽中加入一定量20℃时饱和NaCl溶液,当90%的NaCl电解时,阴极收集到11. 2 m3气体(已折算成标准状况)。请回答下列问题: (1)该反应的离子方程式为 。 (2)取阳极区溶液作系列实验,下列结论中错误的是 。(填字母)A.滴加酚酞试剂,先变红后褪色 | B.滴加硝酸银溶液,有白色沉淀产生 | C.滴加小苏打溶液,有气泡产生 | D.做焰色反应实验呈黄色 | (3)计算原饱和NaCl溶液的质量 kg(精确到0.1kg)。 (4)若电解90%的NaCl所需电能是由甲烷燃料电池提供,则所需甲烷至少 m3? (甲烷的电极反应式:CH4+10OH--8e— = CO32—+7H2O 假设该燃料电池的能量利用率为90%。折算成标准状况。精确至0.1m3) |
用两支惰性电极插入500mL AgNO3溶液中,通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(电解时阴极没有氢气放出,且电解液在前后体积变化可以忽略),阴极上析出的质量大约是( )A.27mg | B.54 mg | C.108 mg | D.216 mg |
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(16分) (1)电镀时,镀件与电源的 极连接。 (2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。 ① 若用铜盐进行化学镀铜,应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。 ② 某化学镀铜的反应速率随镀液pH 变化如右图所示。该镀铜过程中,镀液pH 控制在12.5左右。据图中信息,给出使反应停止的方法:
(3)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下
① 步骤(i)中Cu2(OH) 2CO3发生反应的化学方程式为 。 ② 步骤(ii)所加试剂起调节pH 作用的离子是 (填离子符号)。 ③ 在步骤(iii)发生的反应中,1 mol MnO2转移2 mol 电子,该反应的离子方程式为 。 ④ 步骤(iv)除去杂质的化学方程式可表示为 3Fe3+ + NH4++2SO42-+6H2O= NH4Fe3 (SO4)2(OH)6+6H + 过滤后母液的pH =" 2.0" , c (Fe3+) ="a" mol·L-1,, c ( NH4+)="b" mol·L-1,, c ( SO42-)=" d" mol·L-1,该反应的平衡常数K=_ (用含a 、b 、d 的代数式表示)。 |
某课外活动小组同学用下图装置进行实验,一段时间后在C电极表面有铜析出,试回答下列问题。
(1)A为电源的 极; (2)E的电极反应式为: ; (3)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为 ; (4)在常温下,现用丙装置给铁镀铜,则H电极材料应该是 , 当丙中铁表面析出铜的3.2g时,乙中溶液的PH值为 (假设溶液体积为1L); (5)在电解一段时间后在甲中加入适量 可以使溶液恢复到原来的浓度。 |
用惰性电极电解下列溶液一段时间后,加入一定量的另一种物质(括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是A.CuSO4(Cu(OH)2) | B.NaOH(NaOH) | C.NaCl(H2O) | D.CuCl2(CuCl2) |
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