题目内容

18.用A、B二石墨电极电解AgNO3溶液,通电t min时,在B极上共收集11.2mL标况气体.然后反接电源,用相同电流再电解$\frac{t}{2}$min,两极上均无气体产生,最终溶液的体积为200mL,则该溶液的pH值接近2.

分析 用A、B二石墨电极电解AgNO3溶液,在阳极上析出的是氧气,在阴极上产生的是金属银,在B极上共产生11.2mL(标准状况下)气体即为氧气的体积,将电极A、B与电反接,在阳极上是金属银失电子,在阴极上是银离子得电子析出金属银,不会影响pH的变化.

解答 解:惰性电极电解硝酸银溶液,阳极是溶液中氢氧根离子放电生成氧气,4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极上是溶液中银离子得到电子生成银,电极反应为:Ag++e-=Ag,在B极产生的是氧气,在B极上共产生11.2mL即0.0005mol氧气,根据电极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑,则减少的氢氧根离子的物质的量是0.002mol,溶液中氢离子的物质的量是0.002mol,浓度是$\frac{0.002mol}{0.2L}$=0.01mol/L,即pH=2,将电极A、B与电反接,在阳极上是金属银失电子,在阴极上是银离子得电子析出金属银,不会影响pH的变化,
故答案为:2.

点评 本题考查学生电解原理的应用和计算知识,注意电极反应式的书写以及电子守恒的计算知识,题目难度中等.

练习册系列答案
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6.已知草酸是酸性强于醋酸的二元弱酸,对应的钙盐(CaC2O4)不溶于醋酸,能溶于强酸,它还是一种还原性较强的物质.如图是利用饱和草酸溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得ClO2,ClO2是一种黄绿色有刺激性气味的气体,熔点-59℃,沸点11-0℃.

(1)该反应的反应原理如下,试配平该化学方程式:2KClO3+1 H2C2O4═2KHCO3+2ClO2
(2)B装置的作用是将ClO2冷凝收集.
(3)C装置是尾气处理装置,反应一段时间后,C中含有NaOH、NaClO2、NaClO3等溶质,有同学说,C中还可能含有Na2CO3,试分析可能的原因:原因I:过量的草酸与KHCO3反应:HOOC-COOH+KHCO3=CO2↑+H2O+HOOC-COOK,逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;原因II:因KClO3具有较强氧化性,将草酸氧化成CO2,逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3
(4)某同学查资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”,他将菠菜研磨成汁、热水浸泡、过滤得到溶液,调节溶液呈碱性,加入足量的CaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤,沉淀备用,对生成的沉淀进行探究.
①提出合理假设
假设1:只存在CaCO3
假设2:既存在CaCO3,也存在CaC2O4
假设3:只存在CaC2O4
②基于假设2,设计实验方案,进行实验.请在答题卷上写出实验步骤以及预期现象和结论.限选实验试剂:1mol•L-1 H2SO4溶液、0.1mol•L-l盐酸、0.01mol•L-1 KMnO4溶液、澄清石灰水.
实验步骤预期现象和结论
步骤1:取少量沉淀于试管中,加入足量0.1mol•L-1盐酸沉淀全部溶解,有气泡产生,说明沉淀中有碳酸钙
步骤2:往步骤1的剩余物中,再滴加几滴0.01mol•L-1 KmnO4溶液溶液紫红色褪去,说明沉淀中有CaC2O4,结合步骤1,假设2成立
13.氯化亚铜(CuCl)为白色晶体,微溶于水,能溶于氨水、浓盐酸,并生成配合物,不溶于硫酸、稀硝酸和醇.
I.实验室用图一装置制备CuCl:向三颈烧瓶中加入铜、氯化铵、浓硫酸、浓盐酸等,持续通入氧气并控制温度为50℃~85℃范围,生成配合物NH4[CuCl2],继续分解即可产生CuCl.
(1)由NH4[CuCl2]分解产生CuCl的化学方程式为NH4[CuCl2]═CuCl↓+NH4Cl或NH4[CuCl2]═CuCl↓+NH3↑+HCl↑.
(2)反应完毕后待冷却至室温,再打开瓶塞,沿a或c(填字母)口倾出棕色反应液于大烧杯,加蒸馏水,即有大量白色沉淀析出.
(3)将容器中所得白色沉淀过滤,并用95%乙醇代替蒸馏水洗涤,用乙醇洗涤沉淀的优点在于降低CuCl的溶解度,避免CuCl溶解而造成损耗,且乙醇易挥发性,易分离除去;工业生产时,乙醇可通过蒸馏的方法回收并循环利用.
(4)实验时产生O2选择下列图二装置,设计右边锥形瓶的目的是观察氧气的生成速率,控制反应.
II.工业上还可以通过下列反应制备CuCl:
2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3═2CuCl↓+3Na2SO4+CO2
CuCl制备过程中需要配置质量分数为20.0%的CuSO4溶液,试计算配制该溶液所需的CuSO4•5H2O与H2O的质量之比为5:11,所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、量筒.
(2)该反应过程中对CuCl产率探究时发现:
①在隔绝空气条件下进行时CuCl产率较高,由此推测CuCl具有还原性;
②CuCl在溶液的pH较高时产率较低,试分析其可能的主要原因是pH较高时Cu2+与碱反应生成Cu(OH)2,生成CuCl较少.
7.(1)广州是一座美丽的海滨城市,海水资源非常丰富.海洋电池是以铝为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流,电池总反应为:4Al+3O2+6H2O═4A1(OH)3,下列说法正确的是bc(填写序号字母);
a.电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极
b.铂电极采用网状比块状更利于O2放电      
c.海水中的OH向铝电极方向移动
(2)乙醇是一种可再生能源,可用它来制成燃料电池(如图),试写出其负极的电极反应式C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O
(3)高铁电池是一种新型可充电电池,比普通高能电池能保持稳定的放电电压.高铁电池的总反应为:
3Zn+2K2FeO4+8H2O$?_{充电}^{放电}$3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH.放电时负极反应为:Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2放电时正极附近溶液的碱性增强
(4)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐.电池反应方程式为C3H8+5O2═3CO2+4H2O;放电时CO32-移向电池的负(填“正”或“负”)极.
(5)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为原料,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池,同时达到固氮作用.该电池的正极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+
(6)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水,试写出该反应的化学方程式4NH3+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2N2+6H2O,科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极是负极(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.

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