题目内容

电极a、b分别为Ag电极和Pt电极,电极c、 d都 是 石墨电极。通电一段时间后,在c、d两极上共收集到336mL(标准状态)气体。回答:

(1)直流电源中,M为______________极。
(2)Pt电极上生成的物质是____________,其质量为____________g 。
(3)电子转移的物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为________。
(4)电解过程中,AgNO3溶液的浓度______________(填“增大”、“减小”或“不变”,
下同),AgNO3溶液的pH__________,H2SO4溶液的浓度_________ ,H2SO4溶液的pH________ 。
(5)若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%,则原有5.00%的H2SO4溶液为______g。
(1)正(1分)
(2)Ag;(1分)2.16(2分)
(3)2:2:0.5:1
(4)不变(1分) 不变(1分)增大(1分)减小(1分)
(5)45.18(2分)

试题分析:(1)左池可认为是镀银装置,所以M为正极,
(2)b极为阴极,发生还原反应,有Ag析出,右池电解产生336ml的气体,其中224ml为氢气,所以转移电子的物质的量为0.02mol,也即有0.02molAg析出,其质量为2.16g;
(3)b极产生0.02molAg,c极为阳极产生氧气0.005mol,d极为阴极产生0.01molH2, 转移电子的物质的量为0.02mol,所以电子转移的物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2:2:0.5:1;
(4)电解过程中,Ag固体失电子进入溶液,溶液中的Ag+得电子析出,所以AgNO3溶液的浓度不变,溶液的pH不变,右池实质是电解水,所以硫酸溶液浓度增大,pH减小;
(5)由以上分析知电解消耗水的物质的量为0.01mol,质量是0.18g,设原来硫酸溶液的质量为m,则
m ×5%=(m-0.18g) ×5.02%,解得m=45.18g.
练习册系列答案
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以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:
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Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验

将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区,恒速搅拌,使矿粉溶解。在阴极区通入氧气,并加入少量催化剂。
Ⅲ.一段时间后,抽取阴极区溶液,向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应:2RH(有机相)+Cu2(水相) R2Cu(有机相)+2H(水相)
分离出有机相,向其中加入一定浓度的硫酸,使Cu2得以再生。
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。
(1)黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应:
CuFeS2+4H=Cu2+Fe2+2H2S
2Fe3+H2S=2Fe2+S↓+2H
①阳极区硫酸铁的主要作用是____________。
②电解过程中,阳极区Fe3的浓度基本保持不变,原因是______________________。
(2)阴极区,电极上开始时有大量气泡产生,后有固体析出,一段时间后固体溶解。写出上述现象对应的反应式____________________。
(3)若在实验室进行步骤Ⅲ,分离有机相和水相的主要实验仪器是__________;加入有机萃取剂的目的是__________。
(4)步骤Ⅲ,向有机相中加入一定浓度的硫酸,Cu2得以再生的原理是____________。
(5)步骤Ⅳ,若电解200 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,生成铜3.2 g,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________。

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