- 电解池电极反应式的书写
- 共1339题
(8分) 阅读下列两段材料,请回答下列问题:
材料一:2006年全国理综I第9题:把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
材料二:已知下列表中有关物质的熔、沸点如下:
(1)有人认为材料一中的题干与选项有矛盾,若选项正确,则结合材料二可推知氯化钾、氯化镁、氯化铝三种物质中有一种物质是不符合题意的,这种物质是 ,其理由是
。
(2)有人认为材料一中的题干正确,只要把一个正确的选项补加进去就是一道好题,你认为选项改加“(I)0:0:0”和“(II)6:3: 0”哪个好? (填写编号)
(3)也有人认为只要把氯化钾、氯化镁、氯化铝中的其中一种物质改为材料二表格中另一种物质也符合题意。写出电解这种物质的化学方程式:
正确答案
略
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佛加德罗常数值,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在电流强度为I安培,通电时间为ts钟后,精确测得某电极上析出的铜的质量为mg。
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。
实验线路中的电流方向为 → → →C→ → 。
(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应是 。(选填下列操作步骤的编号)
①称量电解前电极的质量
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再次烘干后称量至恒重
(4)已知电子的电量为1.6×10-19C。试列出阿佛加德罗常数的计算表达式:NA 。
正确答案
(1)E接D、C接A、B接F;F→B→A→C→D→E
(2)2Cl--2e=Cl2↑;变蓝色;Cl2+2I-=2Cl-+I2
(3)①③④⑥
(4)
本题将物理中电路连接与化学中仪器连接相结合,将电学知识与电解原理相结合,并设置一个利用电解方法来验证阿佛加德罗常数的全新情境,具有一定的深度和灵活性。解题时应将理化相关知识有机融合,方能解决相关问题。
(1)由于U形管右侧有一处理气体的支管,所以可断定B电极为有Cl2生成的一极,即为阳极。显然F应与B连接,A为阴极,结合安培计接入线路的物理知识,A应接C,D接E。
(2)电解CuCl2,阴、阳两极的电极反应式为:
阴极:Cu2++2e=Cu;阳极:2Cl--2e=Cl2↑
生成的Cl2通入G试管,与KI反应,置换出I2,I2可使淀粉溶液呈现蓝色。
(3)为了精确测定电极上析出的铜的质量,显然应采用测定电解前后A电极的增重的方法。具体操作为:在电解前先称量A电极的质量,电解后先用蒸馏水清洗电极(洗去附着的离子),然后需将电极烘干(除去附着的水),为防止Cu被氧化,应在低温下烘干后再进行称量,为防止误差,还应再低温烘干称量,直至恒重。
(4)电解时,当电流强度为IA,通电时间为ts钟内,通过的总电量为:Q=ItC,通过的电子的物质的量为mol。由题意知阴极析出mgCu,转移的电子的物质的量为
。由上述分析可建立等式:
, 由此式即可得NA的表达式。
( 8 分)采用惰性电极从NO3-、SO42-、Cl-、Cu2+、Na+、Ag+、H+ 选出适当离子组成的电解质(非熔融态下),并电解其水溶液
(1)若两极分别放出H2和O2,电解质可能为 。
(2)若阴极析出金属,阳极放出O2,电解质可能为 。
(3)若两极分别放出气体,且体积比为,电解质可能为 。
(4)若既无O2也无H2放出,则电解质可能为 。
正确答案
(1)HNO3、H2SO4、NaNO3、Na2SO4 (2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4、
(3)HCl、NaCl (4)CuCl2
略
甲、乙两个容器中,分别加入0.1mol/L NaCl溶液与0.1mol/L AgNO3溶液后,以Pt为电极进行电解时, (14分)
(1)写出电极名称和电极反应式:
A
B
C
D
(2)在A、D电极上生成的气体物质的量之比为:_____________
正确答案
略
将1 L含有0.4 mol CuSO4和0.2 mol NaCl 的水溶液用惰性电极电解一段时间后。
(1)若在一个电极上得到0.1 mol Cu,另一电极上析出气体(在标准状况下)的体积是________ L。
(2)若在一个电极上恰好得到0.4 mol Cu,另一电极上再析出气体(在标准状况下)的体积是________ L。
正确答案
(1)2.24 (2)3.36
(1)设另一电极上析出气体在标准状况的体积为x,根据题意得,在另一电极上得到的气体全是Cl2,电解方程式为:
Cu2++2Cl-Cu + Cl2↑
1 mol 22.4 L。
0.1 mol x
x=2.24 L。
(2)当再析出另外0.3 mol Cu时,其阳极反应为:
4OH--4e-=2H2O+O2↑
即2Cu~ 4e- ~ O2
n(O2)=n(Cu)=0.15 mol,
V(O2)=0.15 mol×22.4L·mol-1=3.36L。
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