- 电解池
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（7分）在25 ℃时，用石墨电极电解1000mL一定浓度的CuSO4溶液。5 min后电解完全，在一个石墨电极上只有1.28 g Cu生成。试回答下列问题：
（1）电解总离子方程式反应式为 。
（2）得到的溶液的pH是 。（lg2=0.3）反应速率v（Cu2+）：v（O2）=
（3）在原CuSO4溶液中，如要生成Cu（OH）2沉淀，应调整溶液的PH为
(KspCu（OH）2=2×10-20)
正确答案
（1）2Cu2++2H2O=2Cu+O2+4H+（2分）（2）1.4；（1分） 2：1 （1分）（3）5（2分）
（2）2Cu2++2H2O=2Cu+O2+4H+，由铜求出4H+为：0.04 mol；则c（H+）="0.04" mol/L，pH=1.4
根据公式可知：
（3）原溶液中c（Cu2+）="0.02" mol/L，由KspCu（OH）2=2×10-20=c（Cu2+）×c2（OH—）可求出c（OH—）=10—9mol/L，则c（H+）=10—5mol/L，pH=5
如图所示，装置B部分盛有1 L 2 mol/L Na2SO4溶液，装置A部分盛有1 L 2 mol/L AgNO3溶液。通电后，湿润的KI淀粉试纸的C端变蓝色，试回答下列问题：
⑴A中发生反应的化学方程式为 。
⑵在B中观察到的现象是 。
⑶室温下，若从电解开始到时间为T时，A、B装置中共收集到气体0.168L（标准状况），若电解过程中无其它副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在时间T时，A溶液的c（H＋）为 。
正确答案
⑴4AgNO3 ＋ 2H2O 
由湿润的KI淀粉试纸的C端变蓝色，可知在C端I－被氧化成I2，即C端为阳极，进而得到电源的右端为正极，左端为负极，由此得A装置中Fe棒为阴极，Pt为阳极，则A中电解的总反应式为：4AgNO3 ＋ 2H2O 
下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00％的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 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； ⑤电解前后各溶液的pH值的变化（填“不变”、“变大”或“变小”）甲溶液________，乙溶液________，丙溶液________；
（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？ ____________________________________________________________。
正确答案
（1）①正；②4OH-－4e-＝O2↑+2H2O；③2.8 L；④16；⑤甲变大；乙减小；丙不变
（2）若Cu全部析出，溶液为稀硫酸，电解仍然继续进行
A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：
如图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。请回答下列问题：
（1）M为直流电源的________极，b电极上发生的电极反应为________。
（2）计算e电极上生成的气体在标准状况下的体积为________________。
（3）写出乙烧杯中的总反应的离子方程式：_________________________________。
（4）要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，需要进行的操作是(写出要加入的物质和质量)______________________________。
正确答案
（1）负 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑
（2）5.6 L
（3）2Cu2＋＋2H2O
（4）水、4.5 g
根据题意，乙中为CuSO4溶液，c电极为阴极，M为负极，N为正极。丙为Na2SO4或K2SO4，甲为NaOH或KOH溶液，b为阳极，电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。
（2）e电极为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，其在标准状况下的体积为
（3）2Cu2＋＋2H2O
（4）电解Na2SO4或K2SO4溶液，实质是电解水，所以应向丙烧杯中加水，其质量为4.5 g。
（3分）（1）以铜电极电解NaOH溶液，若产生1molH2，则消耗H2O mol。
（2）以铂电极电解饱和Na2CO3溶液,一段时间后溶液的浓度 （增大、减小或不变），有无晶体析出？ （有、无）。
正确答案
（1）2 （2）不变、有
(1)铜电极电解NaOH溶液,阴极是水电离出的氢离子得电子变成氢气,要生成1mol H2需要2 molH+,而提供2 mol H+需要2 molH2O,所以消耗H2O为2 mol.
(2)惰性电极电解饱和Na2CO3溶液,实质是电解水,所以溶液始终处于饱和状态,那么浓度就不会发生改变.又因为水在不断因电解而消耗,所以溶液中会有晶体析出
在25℃时，用石墨电极电解1.0L 2.5mol/LCuSO4溶液．5min后，在一个石墨电极上有3.2g Cu生成．试回答下列问题：
（1）试写出电解CuSO4溶液的化学方程式______．
（2）有______mol电子发生转移，得到O2的体积（标准状况）是______mL，溶液的PH是______．
（3）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解相同时间后两铜片的质量相差______g，电解液的pH______（填“变小”、“变大”或“不变”）
正确答案
（1）电解硫酸铜时，阳极上是氢氧根放电，阴极上是铜离子放电，
电解原理方程式为：2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4，故答案为：2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4；
（2）电解硫酸铜时，阴极上是铜离子放电，即Cu2++2e-→Cu，当该电极上有3.2g Cu生成时，转移电子为
（3）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，阳极反应式为：Cu→Cu2++2e-，当转移0.1mol电子时，该极质量减少3.2g，阴极反应式为：Cu2++2e-→Cu，当转移0.1mol电子时，该极质量增加3.2g，所以两铜片的质量相差6.4g，电解液的pH保持不变．故答案为：6.4；不变．
下图是氯碱工业中离子交换膜电解槽示意图，其中离子交换膜为“阳离子交换膜”，它有一特殊的性 质--只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过。
(1)电解后得到的氢氧化钠溶液从____口流出（填字母代号），b口排出的是____气体，电极1应连接电源的___极（填“正”或“负”）；理论上讲，从f口加入纯水即可，但实际生产中，纯水中要加入一定量的NaOH溶液，其原因是____。
(2)下图是根据氯碱工业中离子交换膜技术原理，设计的电解Na2SO4溶液生产NaOH和H2SO4溶液的装置。请回答：
①a为____（填“阳”或“阴”）离子交换膜；
②阳极电极反应式是___ ，
③从D、E口流出或流进的物质的化学式（若为溶液，则写出溶质的化学式）____、____。
正确答案
(1)d； Cl2 ；正； 增强溶液的导电性，又不影响NaOH纯度
(2)①阴；②4OH--4e-==2H2O+O2↑ 或2H2O-4e-== 4H++O2↑ ；③NaOH ；H2O(加少量稀H2SO4)
纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的三种方法：
（1）工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成 而使Cu2O产率降低。
（2）已知：2Cu(s)＋1/2O2(g)=Cu2O(s) △H =-akJ·mol-1
C(s)＋1/2O2(g)=CO(g) △H =-bkJ·mol-1
Cu(s)＋1/2O2(g)=CuO(s) △H =-ckJ·mol-1
则方法Ⅰ发生的反应：2CuO(s)＋C(s)= Cu2O(s)＋CO(g)；△H = kJ·mol-1。
（3）方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示，该电池的阳极生成Cu2O反应式为 。
（4）方法Ⅲ为加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2，该制法的化学方程式为 。
（5）在相同的密闭容器中，用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验：
水蒸气的浓度（mol/L）随时间t(min)变化如下表所示。
下列叙述正确的是 （填字母代号）。
A．实验的温度T2小于T1
B．实验①前20 min的平均反应速率v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1
C．实验②比实验①所用的催化剂催化效率高
正确答案
（1）铜（或Cu）
（2）-（a+b-2c）kJ/mol（或2c–a-b）
（3）2Cu－2e－＋2OH－=Cu2O＋H2O
（4）4Cu(OH)2 + N2H4
（5）C
（1）用炭粉在高温条件下还原CuO，若控温不当易生成铜而使Cu2O产率降低；
（2）根据盖斯定律，设三个方程式依次分别为A、B、C，则所求热化学程式为
A+B-2C，即2CuO（s）+C（s）=Cu2O（s）+CO（g）△H=-(a+b-2c)kJ/mol。
（3）阳极电极反应式是，2Cu－2e－＋2OH－=Cu2O＋H2O；
（4）N2H4与Cu(OH)2反应，产物除Cu2O、N2外还有水生成，其方程式为4Cu(OH)2+ N2H4
（5）实验②③相比，实验③水蒸气的起始物质的量浓度实验②的2倍，达平衡物质的量浓度却小于2倍，说明T1到T2平衡向正方向移动，而正反应为吸热，所以TI到T2是升高温度，T2大于T1，A错；根据反应速率的定义，实验①前20min的平均反应速率V（H2O）=7×10-5mol/L，所以v(O2)=3.5×10-5mol·L-1 min-1，B错；实验②和①相比，达到平衡状态相同，但所用时间短，反应速率快，所以实验②比实验①所用的催化剂效率高，正确。
能源是人类生活和社会发展的物质基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为人们的生产和生活服务。回答下列问题：
(1)从能量的角度看，断开化学键要____，形成化学键要___。已知拆开1 mol H-H键、1 mol I-I键、1 mol H-I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ和299 kJ。则由氢气和碘反应生成1 mol HI需要___kJ 的热量（注明“放出”或“吸收”）。
(2)在生产和生活中经常遇到化学能与电能的相互转化。在如图甲所示的装置中，负极的电极反应式为______，总反应方程式为___。 Cu片附近pH____。当导线中有2 mol e-通过时，理论上两极的变化是：负极溶解了___g锌，正极上生成___g氢气。
(3)乙装置中铝电极作____极，被____（填“氧化”或“还原”）。
正确答案
(1)吸收能量；放出能量；放出5.5
(2)Zn-2e-==Zn2+ ； Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑；增大；65；2
(3)负；氧化
某化学兴趣小组进行如下图所示的电化学实验，实验前查资料获知：铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])遇Fe2+产生 蓝色沉淀。V形管以多孔Pt为电极；U形管A端滴入1～2滴K3[Fe(CN)6]溶液。
(1)开始时，接通K电键：U形管中无沉淀，却观察到B端____；根据以上实验可知电源正极为____（填“a”或“b”）。Fe电极上发生的电极反应为___，V形管中现象是___ 。
(2)断开K电键，U形管中现象：A端___；B端____，B端有关反应方程式为____。V形管中现象与(1)的____（填“相同”或“不同”）。
正确答案
(1)溶液变蓝色； b； 2H++2e-==H2↑ ；C端产生无色气体，D 端溶液变橙黄，C端液面低于D端液面
(2)产生蓝色沉淀； 溶液颜色变浅，产生无色气体(H2) ；Cu2++2e-==Cu、2H++2e-==H2↑ ；相同
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