题目内容

【题目】如图为相互串联的甲、乙两电解池,其中碳棒上有黄绿色气体产生。

(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置,则:A是________极,电极反应为__________________,当一极有1mol纯铜析出时,另一极溶解的铜___________1mol(填“大于”、“小于”、“等于”)。

(2)乙池中若滴入少量酚酞试液,电解一段时间后Fe电极附近呈________色,电极反应式为_________。

(3)若甲池中电解质溶液为CuSO4溶液,电解过程中阴极增重12.8g,则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为_______L,若此时乙池剩余液体为400 mL,则电解后溶液的pH为________。

【答案】 阴 Cu2++2e-==Cu 小于 红 2H++2e-=H2↑ 或2H2O+2e-=H2↑+2OH- 4.48 L 14

【解析】(1).甲池若为用电解原理精炼铜的装置,根据装置图可知,A极连接电源的负极,则A是阴极,铜离子在A极上得到电子生成铜,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,根据电解精炼铜的原理可知,B电极是粗铜,电解时首先溶解的是粗铜中的Zn、Fe等杂质,则当A极有1mol纯铜析出时,B电极溶解的铜小于1mol,故答案为:阴;Cu2++2e-=Cu;小于;

(2).根据装置图可知,Fe电极连接电源的负极,则Fe电极为阴极,水在Fe电极得到电子生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,因Fe电极生成OH-,则Fe电极附近溶液呈碱性,可使酚酞变红,故答案为:红;2H++2e-=H2↑ 或2H2O+2e-=H2↑+2OH-;

(3).若甲池中电解质溶液为CuSO4溶液,因阴极析出的是铜,当阴极增重12.8g时, n(Cu)=12.8g÷64g/mol=0.2mol,转移电子0.4mol,乙池中阳极发生的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,根据转移电子数目可知,生成氯气的物质的量为0.2mol,在标准状况下的体积为:0.2mol×22.4L/mol=4.48L;乙池中阴极发生的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,当转移0.4mol电子时,溶液中生成的氢氧根离子的物质的量为0.4mol,氢氧根离子的物质的量浓度为:c(OH-)=0.4mol÷0.4L=1mol/L,则c(H+)=1×10-14mol/L,pH=14,故答案为:4.48L;14。

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