题目内容

甲、乙、丙三个烧杯中分别装有稀硫酸、氯化铜溶液、饱和食盐水,把用导线连接的锌片和铜片插入甲,把分别与直流电流正、负极相连的C1、C2插入乙,把分别与直流电源正、负极相连的C3、铁片插入丙.则下列叙述正确的是(  )
A、甲、丙中是化学能转变为电能,乙中是电能转变为化学能B、C1、C2分别是阳极、阴极,锌片、铁片上都发生氧化反应C、C1和C3放出的气体相同,铜片和铁片放出的气体也相同D、甲、乙中溶液的pH值逐渐升高,丙中溶液的pH逐渐减小
分析:甲构成原电池,锌易失电子作负极,铜作正极;乙是电解池,C1作阳极,C2作阴极,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上铜离子放电生成铜;丙是电解池,C3作阳极,铁片作阴极,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,据此分析解答.
解答:解:A.甲没有外接电源,是将化学能转化为电能的装置,属于原电池;乙和丙有外接电源,是将电能转化为化学能的装置,属于电解池,故A错误;
B.乙是电解池,C1作阳极,C2作阴极,锌失电子发生氧化反应,铁片上得电子发生还原反应,故B错误;
C.C1和C3放出的气体都是氯气,铜片和铁片上都是氢离子放电生成氢气,故C正确;
D.甲溶液由酸逐渐变为盐,pH逐渐增大;乙中析出氯气和铜,溶液由弱酸性逐渐变为中性,则pH增大,丙溶液析出氯气和氢气,同时溶液中生成氢氧化钠,溶液的pH逐渐增大,故D错误;
故选:C.
点评:本题考查了原电池和电解池原理,明确正负极及阴阳极上生成的物质是解本题关键,难点是确定溶液pH的变化,根据溶液中溶质的变化来分析解答即可,难度中等.
练习册系列答案
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A、B、C三种强电解质,它们溶于水在水中电离出的阳离子有K+、Ag+,阴离子有NO3-、OH-(电解质电离的离子有重复).
图1装置中,甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,电极均为铂电极.接通电源,经过一段时间后,测得甲中b电极质量增加了43.2g.常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t关系如图2.请回答下列问题:
(1)写出三种强电解质的化学式:A
AgNO3
AgNO3
;B
KNO3
KNO3
;C
KOH
KOH

(2)写出乙烧杯c电极发生的电极反应为
4OH--4e-=O2↑+2H2O
4OH--4e-=O2↑+2H2O
,甲烧杯中的总反应的化学方程式为
4AgNO3
 电解 
.
 
4Ag+O2↑+4HNO3
4AgNO3
 电解 
.
 
4Ag+O2↑+4HNO3

(3)计算丙烧杯e电极上生成的气体在标准状况下的体积为
2.24L
2.24L
,甲烧杯中溶液体积为400ml,pH=
0
0

(4)要使甲烧杯中的A溶液恢复到电解前的状态,需要加入的物质是
Ag2O
Ag2O
,其质量为
46.4g
46.4g

(5)若直流电源使用的是铅蓄电池,铅蓄电池的正极材料是PbO2,负极材料是Pb,电解质溶液时H2SO4,则放电时N级上发生的电极反应为
Pb-2e-+SO42-=PbSO4
Pb-2e-+SO42-=PbSO4
,M级附近溶液的pH
升高
升高
(选填“升高”或“降低”或“不变”).铅蓄电池充电时,若阳极和阴极之间用阳离子交换膜(只允许H+通过)隔开,则当外电路通过0.2mol电子时,由阳极室通过阳离子交换膜进入阴极室的阳离子有
0.2
0.2
mol.
(2013?重庆模拟)I.将由Na+、Ba2+、Cu2+、SO42-、Cl-组合形成的三种强电解质溶液,分别装入图1装置中的甲、乙、丙三个烧杯中进行电解,电极均为石墨电极.

接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加.常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t的关系如图2(忽略因气体溶解带来的影响).据此回答下列问题:
(1)写出乙烧杯中发生反应的化学方程式
2CuSO4+2H2O
 电解 
.
 
2Cu+O2↑+H2SO4
2CuSO4+2H2O
 电解 
.
 
2Cu+O2↑+H2SO4

(2)电极f上发生的电极反应为
4OH--4e-=2H2O+O2
4OH--4e-=2H2O+O2

(3)若经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了8g,要使丙烧杯中溶液恢复到原来的状态,应进行的操作是
向丙烧杯中加入水2.25g
向丙烧杯中加入水2.25g

II.工业上利用BaSO4制备BaCl2的工艺流程如下:

某活动小组的同学在实验室以重晶石(主要成分BaSO4)为原料,对上述工艺流程进行模拟实验.
(1)上述过程中,气体用过量NaOH溶液吸收得到Na2S.Na2S水溶液显碱性的原因是
S2-+H2O?HS-+OH-、HS-+H2O?H2S+OH-
S2-+H2O?HS-+OH-、HS-+H2O?H2S+OH-
(用离子方程式表示).
(2)已知有关反应的热化学方程式如下:
BaSO4(s)+4C(s)
高温
 4CO(g)+BaS(s)△H1=+571.2kJ/mol
C(s)+CO2(g) 
高温
 2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol
则反应BaSO4(s)+2C(s)
高温
 2CO2(g)+BaS(s)△H3=
+226.2
+226.2
kJ/mol
(3)在高温焙烧重晶石过程中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是
使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量)
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硫酸钡和碳反应为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温
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