题目内容

10.500mL KNO3和Cu(NO32的混合溶液中c(NO3-)=6.0mol•L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法正确的是(  )
A.原混合溶液中c(K+)为1 mol•L-1
B.上述电解过程中共转移4 mol电子
C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol
D.电解后溶液中c(H+)为2 mol•L-1

分析 石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L气体(标准状况),阴极发生反应为:Cu2++2e-═Cu、2H++2e-═H2↑,阳极发生反应为:4OH--4e-═O2↑+2H2O,n(O2)=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol,结合电子守恒及物质的量浓度的计算来解答.

解答 解:石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L气体(标准状况),n(O2)=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol,
阳极发生电极反应为:4OH--4e-═O2↑+2H2O,
                                4mol 4mol 1mol
阴极发生的电极反应为:Cu2++2e-═Cu、2H++2e-═H2
                                 1mol 2mol 1mol  2mol 2mol 1mol 
A.c(Cu2+)=$\frac{1mol}{0.5}$=2mol/L,由电荷守恒可知,原混合溶液中c(K+)为6mol/L-2mol/L×2=2mol/L,故A错误;
B.根据氧气计算转移电子的物质的量,转移电子的物质的量为1mol×4=4mol,故B正确;
C.电解得到的Cu的物质的量为1mol,故C错误;
D.电解后溶液中c(H+)为:$\frac{4mol-2mol}{0.5L}$=4mol/L,故D错误;
故选B.

点评 本题考查混合物计算,为高频考点和常见题型,题目难度中等,明确发生的电极反应及电子守恒是解答本题的关键,难点是A,注意根据电荷守恒计算,试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力.

练习册系列答案
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5.Ⅰ.已知水的离子积:25℃时Kw=1×10-14t℃时Kw=1×10-12试回答以下问题.
(1)25<t(填“>”、“<”或“=”).
(2)25℃时,某Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4 mol•L-1,取该溶液1mL加水稀释至10mL,则稀释后溶液中c(Na+):c(OH-)=1000:1.
(3)在t℃测得某溶液pH=7,该溶液显碱(填“酸”、“碱”或“中”)性.
(4)将t℃温度下pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合,
若所得混合液pH=2,则a:b=9:11.
Ⅱ某烧碱样品中含有少量不与酸作用的可溶性杂质,为了测定其纯度,进行以下滴定操作:A.在锥形瓶下垫一张白纸,滴定到终点,记录终点酸的体积V2 mL.
B.在天平上准确称取烧碱样品w g,在烧杯中加蒸馏水溶解;
C.用移液管(或碱式滴定管)量取25.00mL烧碱溶液于锥形瓶中并加几滴甲基橙作指示剂;
D.将物质的量浓度为m mol•L-1的标准H2SO4溶液装入酸式滴定管,调整液面,记下开始刻度数为V1 mL;
E.将溶液转移至250mL容量瓶中,加水至刻度线;
回答下列问题:
(1)正确的操作步骤的顺序是(填写字母)B→E→C→D→A.
(2)滴定管读数应注意眼睛视线与溶液视线与溶液凹液面最低点相平相平.
(3)操作D中液面应调整到调节到零刻度或零稍下的某一刻度;终点时颜色变化是溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复为原来的颜色.
(4)若锥形瓶没有用待测溶液润洗,对测定结果有何影响无影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”,其他操作均正确).
20.为探究铝片与不同浓度氯化铜溶液的反应,某学习小组将打磨好的同样大小的小块铝片放入3mL不同浓度CuCl2溶液中进行了如表实验:
实验c(CuCl2实验现象
I0.25mol/L有红色固体析出,有气泡冒出,一段时间内出气速率加快.
II2.00mol/L反应剧烈,有红色固体析出,产生大量气泡,有白色难溶物,试管外壁温度明显升高,一段时间内出气速率加快.
(1)①推测红色固体是铜,写出生成铜反应的离子方程式2Al+3 Cu2+=2Al3++3Cu
②部分同学提出假设,认为红色固体中可能含有红色的氧化亚铜,查阅资料:
i. 氧化亚铜能溶于氯化铁溶液生成铜盐.
ii.氧化亚铜能溶于浓氨水形成无色配合物[Cu(NH32]+,其在空气中易被氧化成蓝色的[Cu(NH34(H2O)2]2+
进行如下实验:将实验I所得溶液过滤,洗涤,加入浓氨水震荡,静置一段时间后溶液未变蓝色,证明红色固体中不含氧化亚铜.
(2)推测气体是氢气,写出氯化铜溶液显酸性的离子方程式:Cu2++2H2O=Cu(OH)2+2 H+
试从以下角度分析开始一段时间内产生气体的速率不断加快的原因:
①浓度:随着反应的进行c(Al3+)增大,水解产生的c(H+)增大,产生氢气的速率加快.
②能量:因反应放热,温度升高,产生氢气的速率加快.
③电化学:铝与置换出的铜构成铝铜原电池,产生氢气的速率加快.
(3)探究白色沉淀的成分:
取实验ii所得混合液过滤,洗涤.将所得固体分成两份,一份加入浓盐酸,震荡白色沉淀消失:另一份加入浓氨水溶液,白色沉淀消失.
资料1:CuCl为白色固体,难溶于水,溶于浓盐酸,溶于浓氨水成无色溶液;CuCl与氢氧化钠反应转化为CuOH为橙黄色沉淀.
资料2:制备CuCl的方法有二
i.Cu和CuCl2在浓盐酸中反应,将得到的溶液稀释后生成CuCl
ii.Cu和CuCl2溶液加热即可得到CuCl
①推测白色沉淀中不含Al(OH)3,判断依据是加入浓氨水,白色沉淀不消失含有Al(OH)3,反之不含,因 Al(OH)3是两性氢氧化物,但不溶于弱碱氨水.
②推测白色沉淀是CuCl,探究白色沉淀的形成过程.设计实验:取3mL,2.00mol/LCuCl2溶液加入少量Cu粉并加热证明该白色沉淀的生成与铝和氯化铝无关.
③在白色沉淀中加入氢氧化钠溶液,产生橙黄色沉淀,从平衡移动角度进行解释:CuCl在水溶液中存在溶解平衡CuCl(S)?Cu+(aq)+Cl-(aq),加入氢氧化钠溶液,Cu+与反应生成橙黄色的CuOH沉淀,使溶解平衡正向移动,实现沉淀转化.

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