题目内容

10．电解装置如图所示：
Ⅰ．当用惰性电极电解时，c为阳极，电极反应4OH--4e-═O2↑+2H2O或2H2O-4e-=4H++O2↑d极的电极反应阴极，电解总反应的化学方程2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4
Ⅱ．（1）若用此装置进行铁上镀铜则c为铜（填铁或铜）d为铁（填铁或铜）电解液浓度不变（增大，减小或不变）
（2）电镀一段时间后对电极进行称量发现两极质量差为16克，则电路中转移的电子0.25mol．
Ⅲ．若用此装置进行粗铜的电解精炼．则要求粗铜板是图中电极c（填图中的字母）；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，则Fe以Fe2+（填离子符号）形式进入溶液．

分析 Ⅰ．根据电解装置图可知，当用惰性电极电解时，c与电源的正极相连，则c为阳极，溶液中的OH-在阳极放电生成氧气，电极反应为4OH--4e-═O2↑+2H2O；d与电源的负极相连，则d为阴极，溶液中的铜离子在阴极放电生成铜，电极反应为2Cu2++4e-═2Cu；阴极、阳极电极反应相加得到电池的总反应，则电解总反应的化学方程为2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4；Ⅱ．（1）据电镀原理，镀层金属做电解池的阳极，待镀物质做阴极，电解质溶液是含镀层金属离子的溶液；依据电极反应分析，电解质溶液浓度不变；
（2）根据阳极：Cu-2e→Cu2+、阴极：Cu2++2e→Cu 两极质量差为128，当两极质量差为16克，说明转移的电子为$\frac{16}{128}$×2=0.25mol；
Ⅲ、电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解液，比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液，不如铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来，所以粗铜板是图中电极c；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，铁比铜活泼，则Fe以Fe2+形式进入溶液，c电极发生的反应Cu-2e-═Cu2+、Fe-2e-═Fe2+．

解答 解：I．根据电解装置图可知，当用惰性电极电解时，c与电源的正极相连，则c为阳极，溶液中的OH-在阳极放电生成氧气，电极反应为4OH--4e-═O2↑+2H2O；d与电源的负极相连，则d为阴极，溶液中的铜离子在阴极放电生成铜，电极反应为2Cu2++4e-═2Cu；阴极、阳极电极反应相加得到电池的总反应，则电解总反应的化学方程为2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4；
故答案为：阳；4OH--4e-═O2↑+2H2O或2H2O-4e-=4H++O2↑；阴极；2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4；
Ⅱ，（1）若用此装置进行铁上镀铜，阳极是镀层金属铜，c为 铜；阴极是镀件，d为 铁，电解液浓度 不变；
故答案为：铜；铁；不变；    
（2）根据阳极：Cu-2e→Cu2+、阴极：Cu2++2e→Cu 两极质量差为128，当两极质量差为16克，说明转移的电子为$\frac{16}{128}$×2=0.25mol，故答案为：0.25；
Ⅲ、电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解液，比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液，不如铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来，所以粗铜板是图中电极c；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，铁比铜活泼，则Fe以Fe2+形式进入溶液，c电极发生的反应Cu-2e-═Cu2+、Fe-2e-═Fe2+，故答案为：c；Fe2+．

点评 本题考查构成原电池的条件和电极反应书写、电解池的有关电极反应书写，电解精炼，电镀等电解原理的应用等知识点，只有明确阴阳极上析出的物质才能正确解答；题目难度中等．

练习册系列答案
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10．如图是某有机物结构的球棍模型，下列有关叙述正确的是（　　）
A．该有机物肯定是的含烃氧衍生物
B．该有机物能发生取代反应和加成反应
C．该有机物可能是C4H9Cl
D．该有机物可能与CH3CH2OCH2CH2互为同分异构体
1．如图是部分短周期元素最外层电子数与原子序数的关系图．
请回答下列问题：
（1）画出Z的原子结构示意图．
（2）原子半径：Y＞Z（填“＞”、“＜”）．
（3）Y的最高价氧化物的水化物与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O．
（4）X的最高价氧化物的水化物的化学式为HNO3．
（5）画出W的氢化物的电子式．
18．下列有关元素周期表的说法中正确的是（　　）
A．能生成碱的金属元素都在ⅠA族
B．稀有气体元素原子的最外层电子数为2或8
C．原子序数为14的元素位于元素周期表的第3周ⅥA族
D．元素周期表有18个纵行，分列16个族，即7个主族、8个副族和1个0族
5．下列有关化学用语表示正确的是（　　）
A．氮气的结构式：N=NB．F-的结构示意图：
C．中子数为20 的氯原子：2017ClD．NH3 的电子式：
15．下列各组物质：
①O2和O3；    ②12C和13C；     ③正丁烷与异丁烷；
④乙烷（CH3CH3）和戊烷（CH3CH2CH2CH2CH3）； ⑤三氯甲烷和氯仿 
其中互为同位素的是②；         互为同分异构体的是③ ；
互为同系物的是④；         互为同素异形体的是① ．
2．含氮的化合物广泛存在于自然界，是一类非常重要的化合物．回答下列有关问题：
（1）在一定条件下：2N2（g）+6H2O（g）=4NH3（g）+3O2（g）．已知该反应的相关的化学键键能数据如表一：
表一：
化学键N≡NH-ON-HO=O
E/（kJ/mol）946463391496
则该反应的△H=+1268KJ/mol．
（2）在恒容密闭容器中充入2molNO2与1molO2发生反应如下：4NO2（g）+O2（g）?2N2O5（g）
①已知在不同温度下测得N2O5的物质的量随时间的变化如图1所示．常温下，该反应能逆向自发进行，原因是逆反应方向的△S＞0．

②下列有关该反应的说法正确的是BD．
A．扩大容器体积，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变深
B．恒温恒容，再充入2molNO2和1molO2，再次达到平衡时NO2转化率增大
C．恒温恒容，当容器内的密度不再改变，则反应达到平衡状态
D．若该反应的平衡常数增大，则一定是降低了温度
（3）N2O5是一种新型绿色硝化剂，其制备可以用硼氢化钠燃料电池作电源，采用电解法制备得到N2O5，工作原理如图2．则硼氢化钠燃料电池的负极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O．
（4）X、Y、Z、W分别是HNO3、NH4NO3、NaOH、NaNO2四种强电解质中的一种．上表二是常温下浓度均为0.01mol/L的X、Y、Z、W溶液的pH．将X、Y、Z各1mol同时溶于水中得到混合溶液，则混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为c（Na+）＞c（NO3-）＞c（NO2-）＞c（OH-）＞c（H+）．
表二：
.01mol/L 的溶液XYZW
pH1228.54.5
（5）氮的氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时，涉及如下反应：
Ⅰ：2NO2（g）+NaCl（s）?NaNO3（s）+ClNO（g）  K1
Ⅱ：2NO（g）+Cl2（g）?2ClNO（g）  K2
①4NO2（g）+2NaCl（s）?2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）的平衡常数K=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$（用K1、K2表示）
②在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min时反应Ⅱ达到平衡．测得10min内v（ClNO）=7.5×10-3mol/（L•min），则平衡时NO的转化率α1=75%；其他条件不变，反应Ⅱ在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2＞α1（填“＞”“＜”或“=”）
19．室温下，下列事实不能说明NH3•H2O为弱电解质的是（　　）
A．0.1 mol•L-1 NH3•H2O的pH小于13
B．0.1 mol•L-1 NH4Cl的pH小于7
C．相同条件下，浓度均为0.1 mol•L-1 NaOH溶液和氨水，氨水的导电能力弱
D．0.1 mol•L-1 NH3•H2O能使无色酚酞试液变红色
12．乙烯、乙醇、乙醛三种物质中，能与新制Cu（OH）2悬溶液反应的是CH3CHO（填结构简式），可作果实催熟剂的是CH2=CH2，（填结构简式）可在医疗上用作消毒剂的是C2H6O．（填分子式）

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