题目内容

B.电解原理在化学工业中广泛的应用.如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连.请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入酚汰试液,则
①Y电极上的电极反应式为
2C1-=C12+2e-
2C1-=C12+2e-

②在X电极附近观察到的现象是
溶液变红色,产生无色气泡
溶液变红色,产生无色气泡

③要使电解后溶液恢复到电解前的状态,则需加入(或通入)
HC1(或氯化氢)
HC1(或氯化氢)

(2)如果要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则:
①X电极的材料是
铜(或纯铜)
铜(或纯铜)
,电极反应式为
Cu2++2e-→Cu
Cu2++2e-→Cu

②电解完成后,硫酸铜溶液的浓度
变小
变小
(填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)若X、Y都是铜电极,a是浓度均为2mol?L-1的AgNO3与Cu(NO32的混合溶液1L,电解一段时间后X电极上有3.2g铜析出,此时直流电源已输出
2.1
2.1
mol电子.
分析:(1)电解饱和食盐水时,由电源可知,X为阴极,Y为阳极,阳极上是氯离子失电子,阴极上是氢离子得电子;
(2)电解精炼铜,X应为纯铜,Y为粗通;
(3)若X、Y都是铜电极,a是浓度均为2mol?L-1的AgNO3与Cu(NO32的混合溶液1L,阳极反应为Cu2++2e-=Cu,阴极首先析出银,然后析出铜.
解答:解:(1)①和电源的正极相连的电极Y极是阳极,该电极上氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,
故答案为:2C1-=C12+2e-
②电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,生成氢气,促进水的电离,X极附近溶液pH增大,呈碱性,溶液变红,故答案为:溶液变红色,产生无色气泡;
③电解食盐水,阳极生成氯气,阴极生成氢气,应通入氯化氢才能恢复到原来的浓度,故答案为:HC1(或氯化氢);
(2)①电解方法精炼粗铜,电解池的阴极材料是纯铜,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,故答案为:铜(或纯铜);Cu2++2e-→Cu;
②d是阳极,电解硫酸铜时,在阳极上是氢氧根离子放电,电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,总的电解原理方程式为:2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4,可知溶液pH变小,故答案为:变小;
(3)由于氧化性Ag+>Cu2+,阳极首先发生Ag++e-=Ag,然后发生Cu2++2e-=Cu,电解一段时间后X电极上有3.2g铜析出,说明Ag已经全被析出,
共转移电子应为n(Ag+)+2n(Cu2+)=2mol+
3.2g
64g/mol
×2=2.1mol,
故答案为:2.1.
点评:本题考查学生电解池的工作原理知识,明确图中电源的正负极确定电解池的阴阳极是解答的关键,并熟悉电极反应及离子的放电顺序来解答,题目难度中等.
练习册系列答案
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合成氨工业及硝酸工业对工、农生产和国防都有重要意义。请回答:
(1)以N2和H2为原料合成氨气。已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H= -92.4 kJ/mol,
①合成氨工业中采取的下列措施可以用勒夏特列原理解释的是(填选项序号)_______。  
a.用铁触媒加快化学反应速率            
b.采用较高压强(20 MPa~50 MPa)
c.将原料气中的少量CO等气体净化除去  
d.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
②一定温度下,在密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2并发生反应。
a.若容器容积恒定,达到平衡时气体的压强为原来的7/8,N2的转化率为а1,此时,反应放热为_________kJ;
b.若容积为4L,当进行到第4分钟时达到平衡,生成NH3为1.0 mol,则从开始到达平衡时NH3的平均速率v(NH3)=_________。
c.若容器压强恒定,则达到平衡时,容器中N2的转化率为а2,则а2_______а1(填“>、<或=”)。
(2)以氨气、空气为主要原料制硝酸。
①NH3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是______________________。
②硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。
a.催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2
已知:
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则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是___________________。
b.碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.1mol,则反应的离子方程式是_______________。
(3)随着对合成氨研究的发展,希腊科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如图)。钯电极A是电解池的_______极(填“阳”或“阴”),该极上的电极反应式是__________________ 。

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