题目内容
【题目】如图所示,p、q为直流电源的两极,A由金属单质X制成,B、C、D为铂电极,接通电源,金属X沉积于B极,同时C、D上产生气泡,试回答:
(1)p为极,A极发生了反应.
(2)C为极,可收集到;D为极,可收集到 .
(3)C极的电极反应式为 .
(4)在电解过程中,测C、D两极上产生气体的体积,实验数据如表:
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
阴极产生气体的体积(cm3) | 6 | 12 | 20 | 29 | 39] | 49 | 59 | 69 | 79 | 89 |
阳极产生气体的体积(cm3) | 2 | 4 | 7 | 11 | 16 | 21 | 26 | 31 | 36 | 41 |
仔细分析以上实验数据,请说出变化的可能原因是 .
(5)当反应进行一段时间后,A、B电极附近溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”).
(6)当电路中通过0.004mol电子时,B极上沉积的金属X为0.128g,则此金属的摩尔质量为 .
【答案】
(1)正;氧化
(2)阳;氧气;阴;氢气
(3)4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O
(4)开始时C、D两极气体体积比为1:3,10分钟时约为1:2,说明开始时氧气溶解于溶液中
(5)不变
(6)64g/mol
【解析】解:(1)接通电源,金属X沉积于B极,同时C、D产生气泡,则B为阴极,X离子在阴极放电生成金属单质,则A、C是阳极,B、D是阴极,所以p是正极,A电极上失电子发生氧化反应,
故答案为:正;氧化;(2)C电极是电解池阳极,阳极上氢氧根离子放电;D为阴极氢离子放电生成氢气,故答案为:阳;氧气;阴;氢气;(3)C是阳极,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,电极反应式为:4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,
故答案为:4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O;(4)氢气和氧气都难溶于水,但是氧气更易溶于水;所以1~6分钟内氧气比氢气溶解的快而多,从而导致阴、阳两极生成的气体体积之比大于2:1;
故答案为:开始时C、D两极气体体积比为1:3,10分钟时约为1:2,说明开始时氧气溶解于溶液中;(5)电解硫酸溶液实际上电解的是水,电解一段时间后,A,B电极附近溶液的pH不变,故答案为:不变;(6)设其摩尔质量为M,电解时,B电极上的电极反应式为X 2++2e﹣=X,则
X2++ | 2e﹣= | X |
2mol | 1mol | |
0.004mol |
,M= =64g/mol,
故答案为:64g/mol.
(1)接通电源,金属X沉积于B极,同时C、D产生气泡,则B为阴极,X离子在阴极放电生成金属单质,则A、C是阳极,B、D是阴极,连接阳极的是电源正极;(2)C电极是电解池阳极,阳极上氢氧根离子放电;D为阴极氢离子放电生成氢气;(3)根据电解原理在工业上的应用知识来回答;(4)根据氢气和氧气的溶解性和溶解度等方面进行分析;(5)根据发生电解的物质分析;(6)根据金属和转移电子之间的关系式计算.