题目内容
【题目】I、白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下:
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=6CaO(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH1=+3 359.26 kJ·mol-1
CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-89.61 kJ·mol-1
2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)=6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH3 则ΔH3=__
II.下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和足量的AgNO3溶液,电极均为石墨电极。接通电源,经过一段时间后,乙中c电极质量增加了32g。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)列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积:________L;
(4)丙池中______(e或f)电极析出金属Ag__________g;
(5)电解前后各溶液的pH是否发生变化(填增大、或减小 、或不变):
甲溶液________________;乙溶液________________;丙溶液________________;
【答案】+2821.6kl/mo 正极 4OH--4e-=O2↑+2H2O 5.6L e 108g 增大 减小 减小
【解析】
I.根据盖斯定律将已知热化学方程式①+②×6得2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)═6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g),焓变做相应运算求解。
II.接通电源,经过一段时间后,乙中c电极质量增加,说明C电极是电解池阴极,则d电极是阳极,连接电解池阳极的原电池电极是正极;再根据电子守恒分析判断。
①2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=6CaO(s)+P4(s)+10CO(g)ΔH1=+3 359.26 kJmol-1
②CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-89.61 kJmol-1;由盖斯定律可知,①+②×6得2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)=6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g),所以其反应为△H3=△H1+6×△H2=+3359.26kJmol1+6×(89.61kJmol1)=+2821.6kJmol1
故答案为:+2821.6kJ/mol。
II.(1)该装置是电解池,甲池为NaOH溶液,乙池为CuSO4溶液,丙池为AgNO3溶液,接通电源,经过一段时间后,乙中c电极质量增加32g,说明c电极是电解池阴极,则M电极是负极,N是电极的正极,故答案为:正;
(2)电解氢氧化钠溶液时,b极为电解池的阳极,氢氧根离子放电生成氧气,电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;
(3)乙池为电解CuSO4溶液,乙中的c电极产生的是铜,质量增加32g,物质的量32g/64gmol-1=0.5mol,所以转移的电子数为1.0mol,根据电子守恒,电极b上生成的气体在标准状况下的体积V=1.0mol÷4×22.4molL-1=5.6L;答案:5.6L;
(4)丙池为AgNO3溶液,e电极为电解池的阴极,发生Ag++e-=Ag,根据电子守恒,m(Ag)= 1.0mol×108g/mol=108g;
(5)甲池为NaOH溶液,电解氢氧化钠溶液实质是电解水,使得氢氧化钠溶液pH增大;
乙池为CuSO4溶液,电解硫酸铜溶液,阳极发生:4OH--4e-=2H2O+O2↑,破坏水的电离平衡,所以溶液pH减小;丙池为AgNO3溶液,电解硝酸银溶液,阴极电极反应为:4Ag++4e-=4Ag,阳极发生:4OH--4e-=2H2O+O2↑,破坏水的电离平衡,所以溶液pH减小; 答案:甲溶液增大;乙溶液减小;丙溶液减小。