题目内容

6．图中甲、乙是电化学实验装置图，丙是氯碱工业生产示意图．

（1）若甲、乙两装置的烧杯中均盛有CuSO4溶液，反应一段时间后：
①表面有红色物质析出的电极是：甲装置中的C棒，乙装置中的Fe棒．
②乙装置中碳棒表面发生的电极反应式是4OH--4e-=O2↑+2H2O．
③若起始时乙中盛放100mL 0.2mol•L-1CuSO4溶液，一段时间后要使溶液恢复到起始时的浓度（忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入2.22g的碱式碳酸【Cu2（OH）2CO3】，则电解过程中转移电子数为0.06NA
（2）若甲、乙两装置的烧杯中均盛有饱和NaCl溶液；
①写出甲装置中碳棒表面发生的电极反应式：2H2O+O2+4e-═4OH-．
②已知：5Cl2+I2+6H2O═10HCl+2HIO3，将湿润的淀粉KI试纸放在乙装置的碳棒附近，现象为试纸开始变蓝，一段时间后蓝色褪去．
③工业上经常用到离子交换膜，离子交换膜有阳离子交换膜和阴离子交换膜两种，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过．当乙中的反应用于工业生产时，为了阻止两极产物之间的反应，通常用如丙图所示的装置，Na+的移动方向如图中标注，则H2的出口是E（填“C”、“D”、“E”或“F”）；电解一段时间后，如果阴极产生气体的体为112mL（标准状况）时，停止通电，通过阳离子交换膜的阳离子物质的量为0.01 mol．

分析 （1）若甲、乙两装置的烧杯中均盛有CuSO4溶液，甲为原电池，Zn做负极失电子发生氧化反应，C为正极，溶液中铜离子得到电子析出铜，表面有红色物质析出，乙池则电子流向可知，C为阳极，Fe为阴极，溶液中铜离子在铁电极上得到电子析出红色铜，反应一段时间后，表面有红色物质析出；
①分析可知红色物质析出的电极分别是原电池正极和电解池阴极；
②乙装置中碳棒表面发生的是氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气；
③碱式碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，所以加入0.1mol碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]相当于加入0.2molCuO、0.1molH2O，根据生成物知，阴极上铜离子和氢离子放电、阳极上氢氧根离子放电，根据铜和氢气的物质的量与转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量；
（2）①甲为原电池装置，铁作负极，则石墨作正极，正极上氧气得电子；
②氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化碘，碘遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，5Cl2+I2+6H2O═10HCl+2HIO3，生成的氯气会把碘单质氧化生成碘酸；
③丙图所示的装置中钠离子移动方向可知，左边为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，右边为阳极，氯离子失电子生成氯气，在阴极发生2H++2e-=H2↑，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算氢气的物质的量，根据电子转移守恒计算阳离子的物质的量；

解答 解：（1）若甲、乙两装置的烧杯中均盛有CuSO4溶液，甲为原电池，Zn做负极失电子发生氧化反应，C为正极，溶液中铜离子得到电子析出铜，表面有红色物质析出，乙池则电子流向可知，C为阳极，Fe为阴极，溶液中铜离子在铁电极上得到电子析出红色铜，反应一段时间后，表面有红色物质析出；
①分析可知红色物质析出的电极分别是原电池正极和电解池阴极，甲中是C电极上析出铜，乙池则是Fe电极上析出铜，
故答案为：C； Fe；
②乙装置中碳棒表面发生的是氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气，电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O
故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；
③碱式碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，所以加入2.22g碱式碳酸铜物质的量=$\frac{2.22g}{222g/mol}$=0.01mol碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]相当于加入0.02molCuO、0.01molH2O，根据生成物知，阴极上铜离子和氢离子放电、阳极上氢氧根离子放电，根据Cu原子、H原子守恒得阴极上析出n（Cu）=0.02mol、n（H2）=0.01mol，则转移电子的物质的量=0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，转移电子数0.06NA，
故答案为：0.06NA；
（2）①甲为原电池装置，石墨棒是正极，铁是负极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应为：2H2O+O2+4e-═4OH-，
故答案为：2H2O+O2+4e-═4OH-；
②氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化碘，碘遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，5Cl2+I2+6H2O═10HCl+2HIO3，生成的氯气会把碘单质氧化生成碘酸，蓝色褪去，
故答案为：试纸开始变蓝，一段时间后蓝色褪去；
③丙图所示的装置中钠离子移动方向可知，左边为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，右边为阳极，氯离子失电子生成氯气，在阴极发生2H++2e-=H2↑，气体从E口放出，在阴极发生2H++2e-=H2↑，氢气的物质的量为$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，故交换膜的阳离子的物质的量为0.005mol×2=0.01mol，
故答案为：E； 0.01；

点评 本题考查了原电池和电解池原理，明确各个电极上离子放电顺序是解本题关键，再结合物质的性质、物质之间的关系分析解答，生成氢气与通过阳离子交换膜的阳离子的关系为易错点，题目难度不大．

练习册系列答案
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14．下表是A、B、C、D四种常见有机物的相关信息．
有机物A有机物B有机物C有机物D
①可用于果实催熟
②比例模型为		①由C、H两种元素组成
②球棍模型为		①生活中常见的液态有机物，分子中碳原子数与有机物A相同
②能与Na反应，但不能与NaOH反应		①相对分子质量比有机物C大14
②能由有机物C氧化生成
根据表中信息回答下列问题：
（1）有机物A的分子式为C2H4．
（2）下列有关有机物A、B的说法正确的是b
a．A、B均可使酸性KMnO4溶液褪色
b．A、B分子中所有的原子在同一平面内
c．等质量的A、B完全燃烧，消耗氧气的量相同
d．A、B分子均含有官能团碳碳双键，能发生加成反应
（3）写出有机物C的同分异构体的结构简式CH3OCH3．
（4）在一定条件下，有机物C与有机物D反应能生成具有水果香味的物质E，其化学反应方程式为CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O，某次实验中，以5.0gD为原料，制得4.4gE，则D的转化率为60%．
17．在一定条件下发生反应：2A（g）+2B（g）?xC（g）+2D（g），在2L密闭容器中，把4molA和2molB混合，2min后达到平衡时生成1.6molC，又测得反应速率v（D）=0.2mol•L-1•min-1，下列说法正确的是（　　）
A．A和B的转化率均是20%B．x=2
C．平衡时B的物质的量为1.2molD．平衡时气体压强比原来减小
14．有关煤的综合利用如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
B．煤中含有苯、甲苯、二甲笨等有机物
C．②是放热的过程
D．B为甲醇或乙酸时，原子利用率均达到100%
1．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　）
A．0.1 mol•L-1NaAlO2溶液：H+、Na+、Cl-、SO42-
B．使甲基橙变黄的溶液中：Fe2+、MnO4-、NO3-、Na+、SO42-
C．水电离的H+浓度为10-12mol•L-1的溶液中：Cl-、CO32-、NO3-、SO32-
D．pH=11的溶液中：CO32-、Na+、AlO2-、NO3-、S2-、SO32-
11．下列实验操作和现象与结论的关系不相符的是（　　）
操作和现象结论
A将一小块钠分别投入盛有水和乙醇的小烧杯中，钠与乙醇反应要平缓得多乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼
B在催化剂存在的条件下，石蜡油加强热生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中，溶液褪色石蜡油的分解产物中含有烯烃
C向盛有Na2CO3固体的锥形瓶中滴加稀盐酸，产生无色气体不能证明氯元素的非金属性强于碳元素
D向蔗糖溶液中加入稀硫酸，水浴加热一段时间后，再加入新制Cu（OH）2悬浊液，用酒精灯加热，未见砖红色沉淀蔗糖未水解
A．AB．BC．CD．D
1．常温下，经测定某溶液中离子只有Na+、CH3COO-、H+、OH-四种，且四种离子浓度大小的排列顺序为c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-），其可能的情形是（　　）
①该溶液由pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合而成；
②该溶液由0.2mol/L的CH3COOH溶液与0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合而成；
③该溶液由0.1mol/L的CH3COOH溶液与0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合而成；
④该溶液为0.1mol/L的CH3COONa溶液．
A．①④B．②③
C．①②D．③④
E．故①②可能，答案选C．   
18．白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却，可得钢灰色固体一黑磷，其转化过程如下：白磷$→_{△}^{1215.9MPa，473K}$黑鳞，黑磷比白磷稳定．下列叙述正确的是（　　）
A．黑磷与白磷互为同位素B．等质量的白磷比黑磷能量高
C．白磷转化为黑磷是氧化还原反应D．白磷转化为黑磷是吸热反应
19．如图所示为有关苯的转化关系图，下列说法中不正确的是（　　）
A．反应①、③均为取代反应
B．反应②的现象是火焰明亮并带有浓烟
C．反应④的产物中所有原子在同一平面上
D．甲苯（）与苯互为同系物

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