- 电解池
- 共5205题
22.如图示实验中,把四根洁净的金属条A、B、C、D轮流放置在没有盐溶液的滤纸上面并压紧。在每次轮流实验时,记录了电压表指针的移动方向和电压表的读数(如右表)。
(1) 金属可能是最强的还原剂;
(2) 金属不能从硫酸铜溶液中置换铜。
正确答案
(1)C(2分)(2)B(2分)
略
(8分)下图是一些常见的物质间的转化关系图。C是紫红色金属单质,G是蓝色沉淀,X是葡萄糖溶液,H是砖红色沉淀,F是形成酸雨的无色有害气体,所有反应物、生成物中的水均未标出;反应②的条件是使用浓B溶液和加热。
(1)A是 ,E是 ;
(2)电解A溶液时阴极的反应式 ;
(3)电解A溶液的总反应化学方程式是 。
正确答案
(1)
(或KOH等) (2)
══
(3) ══
(1)从题中知C是紫红色金属单质,则C为Cu;G是蓝色沉淀,则G为Cu(OH)2; H是砖红色沉淀,则H是Cu2O;F是形成酸雨的无色有害气体,则F为SO2;所以B为浓H2SO4,A为,D为O2,E为强碱,是NaOH或是KOH。
(2)电解A溶液,阴极上Cu2+放电,反应式为:══
(3)电解溶液属于放氧生酸型,总的电解方程式为:
══
如图的装置进行电解实验:A极是铜锌合金,B极为纯铜,电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后,若A极恰好全部溶解,此时B极质量增加7.68g,溶液质量增加0.03g,则A合金中Cu、Zn原子个数比为
正确答案
A
B极质量增加7.68g,溶液质量增加0.03g,所以合金的质量是7.71g。反应中转移电子为。设合金中Cu、Zn的物质的量分别为x和y,则64x+65y=7.71,2x+2y=0.24。解得x=0.09mol,y=0.03mol,所以Cu、Zn原子个数比为3︰1。
用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液250 mL,经过一段时间后,两极均生成11.2 L(标准状况)气体,求原溶液中Cu2+和Cl-的物质的量浓度范围。
正确答案
0<c(Cu2+)<2 mol·L-1,
0<c(Cl-)<4 mol·L-1
根据题意,在阴极放电的离子有Cu2+、H+,在阳极放电的离子有Cl-、OH-(若只有Cl-放电,阴、阳两极生成的气体不可能一样多),设c(Cl-)=x,c(Cu2+)=y。
阴极反应
Cu2+ + 2e-Cu
0.25y 0.5y
2H++2e-H2
1 mol 0.5 mol
阳极反应
2Cl- - 2e- Cl2
0.25x 0.25x 0.125x
4OH--4e-2H2O+O2
2 mol-0.5x 0.5 mol-0.125x
因为阳极生成的气体不可能全为O2,
所以0<0.5-0.125x<0.5,0<x<4。
又根据阴阳两极通过电子数相等得:0.5y+1=0.25x+2-0.5x,即x=4-2y,又0<x<4,所以0<y<2。
在20 ℃时,用石墨电极电解饱和硫酸铜溶液(阳极放出氧气),如有0.20 mol e-发生转移,试回答以下问题:
(1)在阴极发生什么反应?写出电极反应式,阴极得到铜的质量是多少?
(2)在阳极发生什么反应?写出电极反应式,阳极得到氧气的体积(标准状况)是多少?
(3)电解质溶液的pH发生了什么变化,为什么?
(4)如用铜片代替石墨作阳极,阳极发生什么反应?产物是什么?电解液的pH将如何变化?
正确答案
(1)Cu2++2e-Cu 6.4 g
(2)4OH--4e-2H2O+O2↑ 1.12 L
(3)pH变小,因为电解消耗水且同时生成H2SO4。
(4)Cu-2e-Cu2+ Cu2+ pH不变
(1)Cu2++2e-Cu
2 mol 64
0.2 mol m(Cu)="6.4" g
(2)4OH--4e-2H2O+O2↑
4 mol 22.4 L
0.2 mol V(O2)="1.12" L
(3)因为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑电解消耗了部分水,而且有H2SO4生成,所以pH变小。
(4)铜片作阳极,则阳极反应:Cu-2e-Cu2+,pH不变。
(15分)
右图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围:6.8~8.0,酸色—红色,减色—黄色)
回答下列问题:
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是(填编号);
①A管溶液由红变黄;②B管溶液由红变黄;
③A管溶液不变色;④B管溶液不变色;
(2)写出A管中发生反应的反应式:;
(3)写出B管中发生反应的反应式:;
(4)检验a管中气体的方法是;
(5)检验b管中气体的方法是;
(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是。
正确答案
(1)①④
(2)
(3)
(4)用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰(2分)
(5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内会复燃(2分)
(6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)(3分)
略
(14分)
如下图所示,A、F为石墨电极,B、E为铁片电极.按要求回答下列问题.
(1)打开K2,合并K1.B为 极,A的电极反应为 ,最终可观察到的现象是 .
(2)打开K1,合并K2.E为 极,F极的电极反应为 ,
检验F极产生气体的方法是 .
(3)若往U型管中滴加酚酞,进行(1)(2)操作时,A、B、E、F电极周围能变红的是 ,原因是 .
正确答案
(1)B为 负极(1’),A的电极反应为 O2+4e-+2H2O==4OH- ,(2’)
现象是 溶液中产生白色沉淀,最终变为红褐色 (2’)
(2)E为 阴极,(1’)F极的电极反应为 2Cl--2e-==Cl2↑ ,(2’)
方法是 用湿润的淀粉-KI试纸检验,试纸变蓝则说明是氯气 .(2’)
(3)能变红的是 AE ,(2’)原因是 A极O2上放电产生OH-,E极上水放电产生H2和OH-,均导致电极区域呈碱性 .(2’)
略
某学生设计了如图4-8所示的装置(框内部分未画出),在装置内起初发生的反应为Cu+H2SO4H2↑+CuSO4,试回答:
(1)该装置的名称是 (填“电解池”或“原电池”)。
(2)A、B中至少有一种是金属 ,接 。
(3)C溶液中含有 。
图4-8
正确答案
(1)电解池
(2)Cu电源的正极
(3)硫酸
Cu+H2SO4H2↑+CuSO4在自然条件下难以自发进行,故必为电解条件下。因Cu
Cu2+,故Cu必作阳极,即与电源正极相连。
(7分)电解原理在化学工业中广泛的应用。如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和CuSO4溶液,实验开始时,同时在两边各滴入石蕊试液,则①Y电极上的电极反应式为
②在Y电极附近观察到的现象是
(2)若X、Y都是铜电极,a是浓度均为2mol·L-1的AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液1L,电解一段时间后X电极上有12.8g铜析出,此时直流电源已输出 mol电子。
(3)用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4混合液,通电一段时间后,两极各出现气体3.36L(标准状况),求原来溶液中CuSO4的浓度 。
正确答案
(1)①4OH-→O 2+ 2H 2 O+ 4 e-(1分)②溶液变红色,产生无色气泡(2分)
(2)2.4(2分)(3)1.50mol/L(2分)
略
(8分)(1998年上海)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下
依据上图,完成下列填空:
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为 ,与电源负极相连的电极附近,溶液pH (选填“不变”“升高”或“下降”)。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为
、 。
(3)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以
是 (选填a,b,c多选扣分)。
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42—,加入试剂的合理顺序为 (选填a、b、c多选扣分)
a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过 、冷却、 (填写操作名称)除去NaCl
(6)在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2与NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2与NaOH充分接触,产物仅是NaClO和H2,相应的化学方程式为 。
正确答案
(1)2Cl--2e_====Cl2;升高(2)Ca2++CO32—=====CaCO3↓Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓
(3)a、c (4)b、c (5)蒸发;过滤 (6)NaCl+H2O=====NaClO+H2↑或2NaCl+2H2O=======H2↑+Cl2↑+2NaOH Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
略
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