题目内容

17.在图均用石墨作电极的电解池中,甲装置中为500mL含某一溶质的蓝色溶液,乙装置中为500mL稀硫酸.闭合K1,断开K2进行电解,观察到A电极表面有红色的固态物质生成,B电极有无色气体生成;当溶液中的原有溶质完全电解后,停止电解,取出A电极,洗涤、干燥、称量,电极增重6.4g.
请回答下列问题:
(1)B电极发生的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+;C电极发生的电极反应为2H++2e-=H2↑.
(2)甲装置电解时发生反应的离子方程式为Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$O2↑+Cu↓+4H+
(3)甲装置电解后溶液的c(H+)为0.8mol/L,要使电解后溶液恢复到电解前的状态,则需加入CuO或CuCO3(填化学式),其质量为8或12.4g.(假设电解前后溶液的体积不变)

分析 闭合K1,断开K2进行电解,观察到A电极表面有红色的固态物质生成,说明A电极上析出Cu,则该电解质溶液中可溶性铜盐,B电极有无色气体生成,说明B电极上有氧气生成,则该可溶性铜盐为含氧酸盐;则X是正极、Y是负极,
(1)B电极上有无色气体生成,应该是氧气,则B电极上水失电子生成氧气和氢离子;C电极是阴极,C电极上氢离子放电生成氢气;
(2)甲装置中阳极上水失电子生成氧气和氢离子,阴极上铜离子放电生成铜;
(3)电解过程中溶液中c(H+)增大,根据铜和氢离子之间关系式计算c(H+);
要使电解质溶液恢复到原状,应该采用析出什么加入什么的方法.

解答 解:闭合K1,断开K2进行电解,观察到A电极表面有红色的固态物质生成,说明A电极上析出Cu,则该电解质溶液中可溶性铜盐,B电极有无色气体生成,说明B电极上有氧气生成,则该可溶性铜盐为含氧酸盐;则X是正极、Y是负极,
(1)B电极上有无色气体生成,应该是氧气,则B电极上水失电子生成氧气和氢离子,则B电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+;C电极是阴极,C电极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为 2H++2e-=H2↑,
故答案为:2H2O-4e-=O2↑+4H+; 2H++2e-=H2↑;
(2)甲装置中阳极上水失电子生成氧气和氢离子,阴极上铜离子放电生成铜,电池反应离子方程式为 Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$O2↑+Cu↓+4H+,故答案为:Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$O2↑+Cu↓+4H+
(3)当溶液中的原有溶质完全电解后,停止电解,A电极增重6.4g,则n(Cu)=$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol,根据Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$O2↑+Cu↓+4H+知n(H+)=4n(Cu)=4×0.1mol=0.4mol,c(H+)=$\frac{0.4mol}{0.5L}$=0.8mol/L;
电解过程中,阳极上生成氧气、阴极上生成Cu,相当于析出CuO,根据析出什么加入什么原则,要使溶液恢复原状应该加入CuO或碳酸铜,根据Cu原子守恒得n(CuO)=n(CuCO3)=n(Cu)=0.1mol,m(CuO)=0.1mol×80g/mol=8g,m(CuCO3)=0.1mol×124g/mol=12.4g,
故答案为:0.8mol/L;Cu或CuCO3;8或12.4.

点评 本题考查电解原理,侧重考查学生分析计算能力,正确判断阴阳极及各个电极发生的反应是解本题关键,易错点是(3)题有关计算,注意加入碳酸铜也可以使溶液恢复原状.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网