题目内容

用如图装置进行电解实验(a、b、c、d均为铂电极),供选择的有4组电解液,要满足下列要求:
组 A槽 B槽
1 NaOH CuSO4
2 AgNO3 KCl
3 CuSO4 NaOH
4 Na2SO4 AgNO3
①工作一段时间后A槽pH值下降,B槽的pH上升.
②a、c两极上反应的离子的物质的量1:2.
(1)应选择的电解质是上述四组中的第
 
组.
(2)该组电解过程中各电极上的电极反应为a极
 
,b极
 
.
(3)当b极上析出2.24L(已折算为标准状况下)电解产物时,c极上析出产物的质量为
 
g;若A槽电解质溶液500mL,且忽略电解前后电解液的体积变化,则此时A槽中的氢离子的浓度比电解前增加了
 
mol/L.
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:(1)①工作一段时间后A槽pH值下降,B槽的pH上升,说明a电极上金属放电,b电极上氢氧根离子放电,c电极上氢离子放电,d电极上氯离子放电或氢氧根离子放电;②a、c两极上反应的离子的物质的量1:2,说明a、c电极上放电的离子所带电荷比为2:1;
(2)a电极上铜离子放电,b电极上氢氧根离子放电;
(3)根据转移电子相等计算c电极上产物的质量.
解答: 解:(1)①工作一段时间后A槽pH值下降,B槽的pH上升,说明a电极上金属放电,b电极上氢氧根离子放电,c电极上氢离子放电,d电极上氯离子放电或氢氧根离子放电;②a、c两极上反应的离子的物质的量1:2,说明a、c电极上放电的离子所带电荷比为2:1,
则符合上述条件的为第3组,
故答案为:3;
(2)a电极上铜离子放电,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,b电极上氢氧根离子放电,电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,
故答案为:Cu2++2e-=Cu;4OH--4e-=O2↑+2H2O;
(3)b电极上析出气体为氧气,生成2.24L氧气转移电子的物质的量=
2.24L
22.4L/mol
×4
=0.4mol,c电极上析出的物质是氢气,析出氢气的质量
0.4mol
2
×2g/mol
=0.4g,
A电池反应式为:2CuSO4+2H2O
 电解 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4,A中生成n(H+)=
0.4mol
4
×4
=0.4mol,c(H+)=
0.4mol
0.5L
=0.8mol/L,
故答案为:0.4;0.8.
点评:本题考查了电解原理,明确各个电极上发生的反应是解本题关键,根据物质之间的关系式进行计算,题目难度中等.
练习册系列答案
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某实验小组同学探究铜与硝酸的反应.
(1)用浓硝酸和水按照不同体积比配成不同浓度的硝酸溶液,各取10mL硝酸溶液分别与铜片反应,实验记录如下:
序号浓硝酸与水的体积比实验现象
Ⅰ1:1反应速率快,溶液很快变成蓝色,铜丝表面有大量气泡冒出,气体呈红棕色
Ⅱ1:3反应速率较快,溶液变成蓝色,铜丝表面有大量气泡冒出,气体无色
Ⅲ1:5反应速率慢,微热后速率加快,溶液变成蓝色,铜丝表面有气泡冒出,气体无色
①铜与稀硝酸反应的离子方程式为
 
;若生成标准状况下0.56L NO气体,反应中被还原的HNO3的质量为
 
g(小数点后保留两位有效数字).
②依据上表,制备NO气体最适宜的是实验Ⅱ,理由是
 
.
(2)为防止有毒气体逸散造成空气污染,该小组同学改进实验装置,如图所示(夹持仪器略去).
用该装置进行铜与稀硝酸的反应并验证产生NO气体的性质,实验步骤如下:
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Ⅳ.当液面重新下降至与铜丝脱离接触时,反应停止.
Ⅴ.打开旋塞C,向下移动B管,使A中迅速进入少量空气,关闭旋塞C,观察现象.
…
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,说明装置的气密性良好.
②步骤Ⅲ操作的目的是
 
.
③为使A管内的NO气体完全被溶液吸收,可进一步采取的操作是
 
,能确定NO完全被溶液吸收的现象是
 
.

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