题目内容

17．如图所示（乙装置中X为阳离子交换膜，甲醚的结构简式为CH3OCH3）

根据要求回答下列相关问题：
（1）写出负极的电极反应：CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O．
（2）氢氧化钠主要在铁极（填“铁极”或“石墨极”）区生成．
（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，则粗铜的电极反应为：Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+．
（4）反应一段时间，硫酸铜溶液的浓度将减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（5）若在标准状况下有2.24L氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为12.8g．
（6）若将丙装置改成在标准状况下，用石墨作电极电解体积为2L的CuSO4溶液，写出电解CuSO4溶液时的离子反应方程式2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+；当电解适当时间后断开电源，发现只需补充22.2g固体Cu2（OH）2CO3即可使电解液恢复到原浓度与体积，则原CuSO4溶液的浓度是0.1mol/L；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，该如何改动，请用简要的语言叙述：将阳极粗铜改成纯铜，将阴极纯铜改成镀件．
（7）若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则试写出乙池中发生的总反应：NaCl+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H2↑．

分析 （1）甲装置为燃料电池是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，负极上燃料失电子发生氧化反应；
（2）乙装置为电解氯化钠装置，铁电极连接原电池的负极，为电解池的阴极，石墨为阳极，氢氧化钠在阴极生，；
（3）丙装置为精炼铜装置，活泼性Zn＞Cu＞Ag，阳极上锌、铜被氧化；
（4）根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小；
（5）据串联电池中转移电子数相等得氧气和铜的关系式为：O2-----2Cu计算；
（6）用石墨作电极电解体积为2L的CuSO4溶液生成铜、氧气和硫酸；补充22.2gA即Cu2（OH）2CO3，其物质的量为0.1mol，即可使电解液恢复原浓度与体积，根据铜元素守恒可知，n[CuSO4]=0.2mol，根据c=$\frac{n}{V}$计算；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，则铜作阳极，镀件作阴极；
（7）若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则生成的氯气与氢氧化钠继续反应生成氯化钠和次氯酸钠，据此书写．

解答 解：（1）甲装置为燃料电池是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，负极上甲醚失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O，
故答案为：CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O；
（2）乙装置为电解氯化钠装置，铁电极连接原电池的负极，为电解池的阴极，石墨为阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电，导致阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度溶液呈碱性，所以乙装置中生成氢氧化钠主要在铁极区，故答案为：铁极；
（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上不仅铜还有锌、银失电子进入溶液，阴极上析出铜离子，阳极电极方程式分别为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，故答案为：Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；
（4）由（3）阳极电极方程式分别为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小，
故答案为：减小；
（5）根据串联电池中转移电子数相等得氧气和铜的关系式为：O2----2Cu，设生成铜的质量是x，
O2---------2Cu
22.4L   128g
2.24L     x
x=12.8g，
故答案为：12.8 g；
（6）用石墨作电极电解体积为2L的CuSO4溶液生成铜、氧气和硫酸，离子方程式为：2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+，补充22.2gA即Cu2（OH）2CO3，其物质的量为0.1mol，即可使电解液恢复原浓度与体积，根据铜元素守恒可知，n[CuSO4]=0.2mol，所以则原溶液CuSO4的浓度是$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol•L-1；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，则铜作阳极，镀件作阴极，所以将阳极粗铜改成纯铜，将阴极纯铜改成镀件即可，故答案为：2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+；0.1；将阳极粗铜改成纯铜，将阴极纯铜改成镀件；
（7）若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则生成的氯气与氢氧化钠继续反应生成氯化钠和次氯酸钠，总反应为：NaCl+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H2↑，故答案为：NaCl+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H2↑．

点评 本题考查原电池和电解池知识，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握电极方程式的书写，为解答该题的关键，结合串联电路的特点解答该题，难度不大．

练习册系列答案
相关题目
7．下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　）
A．能使酚酞试液变红的溶液中：H+、SO42-、Na+、NO3-
B．加入Al能放出氢气的溶液中：NH4+、SO42-、Mg2+、HCO3-
C．含有大量Cl2的溶液中：Ba2+、K+、NO3-、I-
D．强酸性的溶液中：Cu2+、Br-、Ca2+、Cl-
8．下列各组中的物质均能发生加成反应的是（　　）
A．乙烯和乙醇B．苯和氯乙烯C．乙酸和溴乙烷D．丙烯和聚丙烯
5．下列叙述正确的是（　　）
A．0.1mol•L-1氨水中，c（OH-）=c（NH4+）
B．在0.1mol•L-1CH3COONa溶液中，c（OH-）=c（CH3COOH）+c（H+）
C．10 mL 0.02mol•L-1HCl溶液与10 mL 0.02mol•L-1Ba（OH）2溶液充分混合，若混合后溶液的体积为20 mL，则溶液的pH=10
D．0.1mol•L-1某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中，c（Na+）=2c（A2-）+c（HA-）+c（H2A）
12．已知H2B在溶液中的电离方程式：H2B=H++HB-，HB-?H++B2-．下列叙述一定正确的是（　　）
A．Na2B溶液存在H2B
B．NaHB溶液一定显碱性
C．NaHB溶液一定显酸性
D．NaHB溶液与稀盐酸反应的离子方程式是HB-+H+=H2B
2．下列有关硅元素、氯元素的单质及其化合物的说法错误的是（　　）
①在常温下，硅的化学性质很活泼
②氯气能与所有金属化合，生成金属氯化物
③硅酸钠可以用来制备硅胶和木材防火剂
④漂粉精的主要成分是次氯酸钙和氯化钙．
A．①③④B．①②④C．②③④D．①②③④
9．气体A2的质量是14.2g，体积是4.48L（标准状况下），A的摩尔质量是（　　）
A．35.5B．71gC．35.5g/molD．71g/mol
6．以下是对工业生产和化学诫剂保存的讨论，根据要求回答问题：
（1）实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，以防止发生反应：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O（离了方程式）．
（2）工业上制取漂白粉的化学反应方程式为2Cl2+2Ca（OH）2=Ca（ClO）2+CaCl2+2H2O．
20．取9.20g铜和镁的合金完全溶于某硝酸溶液，反应中产生8 960mL NO2气体和448mL NO气体（已折算成标准状况）．向反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，则生成沉淀的质量为（　　）
A．11.24 gB．22.8 gC．17.02 gD．24.84 g

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