题目内容

【题目】观察下列装置,回答下列问题。

(1) 甲装置中通入乙醇的电极反应式为_______________________________________。

(2) 用上图装置电解200 mL 1mol/L CuSO4溶液,石墨电极上的电极反应式是________,在Ag电极附近观察到的现象是_____________________________。

(3) 电解一段时间,当甲池消耗了112 mLO2(标况下),此时乙装置中溶液的pH为_______(忽略电解前后体积变化)。若要将该溶液完全恢复到电解前的浓度和pH,需要补充的物质是_____________,其物质的量为___________。

(4) 丙装置中总反应的离子方程式为____________________________________________。

【答案】C2H5OH-12e-+16OH-==2CO32-+11H2O 4OH--4e-==H2O+O2↑或 2H2O-4e-==O2↑+4H+ 有红色固体(Cu)析出 1 CuO或CuCO3 0.01mol Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑。

【解析】

甲池为燃料电池,乙池和丙池都为电解池。甲池中,加入乙醇的电极为负极,通氧气的电极为正极;则乙池中石墨电极为阳极,Ag电极为阴极;丙池中,左边Pt电极为阳极,右边Pt电极为阴极。

(1) 甲装置中加入乙醇的电极为负极,乙醇失电子,生成的产物再与KOH溶液反应,最后生成碳酸盐和水。

(2) 用上图装置电解200 mL 1mol/L CuSO4溶液,石墨电极上发生H2O失电子生成O2和H+的反应,在Ag电极上发生Cu2+得电子生成Cu的反应,由此可确定此电极附近观察到的现象。

(3) 电解一段时间,当甲池消耗了112 mLO2(标况下),利用电荷守恒,可求出乙装置中生成n(H+),从而求出溶液的pH。若要将该溶液完全恢复到电解前的浓度和pH,则需往溶液中加入阴、阳极生成物发生化合反应的产物。

(4) 丙装置中电解MgCl2溶液,可利用电解饱和食盐水的反应进行类推,同时要注意差异性,即生成Mg(OH)2沉淀。

(1)甲装置中加入乙醇的电极为负极,乙醇失电子,生成的产物再与KOH溶液反应,最后生成碳酸盐和水,电极反应式为C2H5OH-12e-+16OH-==2CO32-+11H2O。答案为:C2H5OH-12e-+16OH-==2CO32-+11H2O;

(2) 用上图装置电解200 mL 1mol/L CuSO4溶液,石墨电极(阳极)上发生H2O失电子生成O2和H+的反应,电极反应式为4OH--4e-==H2O+O2↑或 2H2O-4e-==O2↑+4H+;在Ag电极(阴极)上发生反应Cu2++2e-=Cu,此电极附近观察到的现象为有红色固体(Cu)析出。答案为:4OH--4e-==H2O+O2↑或 2H2O-4e-==O2↑+4H+;有红色固体(Cu)析出;

(3)n(O2)==0.005mol,由O2——4H+,可求出n(H+)=0.005mol×4=0.02mol,c(H+)==0.1mol/L,pH=1。阳极生成O2(0.005mol),阴极生成Cu(0.01mol),2Cu+O2=2CuO(0.01mol),所以需往电解后的溶液中加入0.01mol CuO或CuCO3,可将该溶液完全恢复到电解前的浓度和pH。答案为:有红色固体(Cu)析出;1;CuO或CuCO3;0.01mol;

(4) 丙装置中电解MgCl2溶液,可利用电解饱和食盐水的反应进行类推,从而得出总反应的离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑。答案为:Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑。

练习册系列答案
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CH4(g)+4NO2(g)==4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol

CH4(g)+4NO(g)==2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol

写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式:_________________。

(2)脱碳。

方法一:在恒容密闭容器中将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

①下列条件可以判定该反应到达平衡状态的是_________(填字母)。

A.2v正(H2)=v逆(CH3OH) B.容器内气体的密度不变

C.容器内压强不变 D.反应不再释放热量

方法二:让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) H,测得压强、温度对CO的体积分数[φ(CO)%]的影响如图所示,回答下列问题:

②图中p1、p2、p3的大小关系是_________________,图中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc大小关系是____________。

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