题目内容

5．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极．接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加．据此回答问题：
①电源的N端为正极；
②电极b上发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑；
③电解前后各溶液的pH是否发生变化，简述其原因：
甲溶液增大；
乙溶液减小；
丙溶液不变；
④列式计算电极a上生成的气体在标准状况下的体积为2.8L；
⑤电极c的质量变化是16g．

分析 ①乙中c电极质量增加，则d处发生的反应为：Cu2++2e-=Cu，即d处为阴极，由此可推出c为阳极，以此可确定其它电极和电源的正负极；
②甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH-放电；
③甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大．乙中阴极为Cu2+放电，阳极为OH-放电，所以H+增多，故pH减小．丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变；
④设电解的水的质量为x．由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol．由方程式2H2+O2═2H2O可知，生成2molH2O，整个反应中转化0.5mol电子，a即生成氧气，结合电子转移和电极方程式计算体积；
⑤Cu2++2e-=Cu，转移0.5mol电子，以此可计算质量变化．

解答 解：①乙杯中c质量增加，说明Cu沉积在c电极上，电子是从b-c移动，M是负极，N为正极，故答案为：正；
②甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH-放电，即4OH--4e-=2H2O+O2↑，故答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；
③甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大；乙中阴极为Cu2+放电，阳极为OH-放电，电解方程式为：2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4，所以H+增多，故pH减小；丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变，
故答案为：增大；减小；不变；
④丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为x．由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol．
由方程式2H2+O2═2H2O可知，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转化0.5mol电子，
电极a发生：4OH--4e-=2H2O+O2↑，
则生成O2为$\frac{0.5mol}{4}$=0.125mol，标况下的体积为0.125×22.4=2.8L，
故答案为：2.8L；
⑤整个电路是串联的，所以每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的，根据电极反应：Cu2++2e-=Cu，可知转移0.5mol电子生成的m（Cu）=$\frac{0.5}{2}$mol×64g/mol=16g．
故答案为：16g．

点评 本题为电化学知识的综合应用，做题时要注意根据电极反应现象判断出电解池的阴阳级，进而判断出电源的正负极，要注意三个电解池为串联电路，各电极上得失电子的数目相等．做题时要正确写出电极方程式，准确判断两极上离子的放电顺序．

练习册系列答案
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15．银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故．根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去．下列说法正确的是（　　）
A．处理过程中银器一直保持恒重
B．银器为正极，Ag2S被氧化生成单质银
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D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色Ag
16．下列离子方程式正确的是（　　）
A．硫酸铜溶液与足量氢氧化钡溶液混合：Ba2++SO42-═BaSO4↓
B．用醋酸除水垢：2CH3COOH+CaCO3═2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑
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D．SO2通入碘水中，反应的离子方程式为：SO2+I2+2H2O═SO32-+2I-+4H+
13．某学生利用如图1所示实验装置探究盐桥式原电池的工作原理．

按照实验步骤依次回答下列问题：
（1）导线中电子流向为由a到b（或a→b）（用a、b 表示）．
（2）电池工作时，盐桥中向ZnSO4溶液中迁移的离子是D（填序号）
A．K+          B．NO3-            C．Cu2+              D．SO42-
（3）若装置中铜电极的质量增加0.64g，则导线中转移的电子数目为0.02molNA；（用NA表示）
20．水是我们最常见的一种溶剂．关于下列几种“水”溶液说法中正确的是（　　）
A．双氧水被称为绿色氧化剂，是因为其还原产物通常为O2，对环境没有污染
B．王水是浓硫酸和浓硝酸按体积比3：1配成的混合物，可以溶解Au、Pt
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D．新制备的氯水中存在三种分子，四种离子
10．实验室用KClO3和浓盐酸反应也可以制备氯气．某研究性学习小组利用如图所示装置在实验室中制取Cl2并探究其相关性质：

（1）装置A中存在两处错误，请改正这两处错误：改长颈漏斗为分液漏斗．
（2）写出装置A中发生反应的化学方程式：KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O．
（3）为了除去氯气中的氯化氢，需要在装置A、B之间添加装置E，装置E中所盛装的试剂为饱和食盐水．为了探究使有色布条褪色的是氯气还 是氯气与水反应的生成物，需要在整套装置中添加装置E，其中加入浓硫酸，装置E在整套装置中的添加位置为b（填字母）．
a．A、B之间  b．B、C之间    c．C、D之间  d．D之后
（4）取下集气瓶B，将铁丝加热至红热状态，伸入其中，发生的相关反应的化学方程式是2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2FeCl3，能检验该反应产物中铁元素价态的试剂是d（填字母）．
a．氯水       b．蒸馏水和铁粉        c．氢氧化钠溶液        d．KSCN溶液
（5）另外一个化学学习小组就环境保护方面指出了上述装置的缺陷，并给出了改进措施，该改进措施是在装置D后增加一个盛装碱液的装置，用碱液吸收剩余的氯气．
17．常温下，下列四种溶液：
①0.10mol•L-1 （NH4）2SO4      ②0.10mol•L-1 NH3•H2O
③0.10mol•L-1 CH3COONH4   ④0.10mol•L-1 NH4HSO4
请根据要求填空：
（1）溶液①呈酸性（填“酸性”、“中性”或“碱性”），其原因是（用离子方程式表示）：
NH4++H2O?NH3•H2O+H+．
（2）若将溶液②稀释10倍，则稀释后的溶液中c（OH-）大于原来的十分之一（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）实验测得溶液③的pH=7，则c（CH3COO-）=c（NH4+）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）上述四种溶液中，pH最小的是（填序号）④．
（5）上述四种溶液中，c（NH4+）由大到小的顺序为（填序号）①④③②．
（6）将溶液②④混合，写出反应的离子方程式：NH3•H2O+H+=NH4++H2O．
（7）0.10mol•L-1NH3•H2O和0.10mol•L-1HCl等体积混合，所得溶液所含离子浓度从大到小的顺序c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（H+）＞c（OH-）．
14．把用导线连接的锌片和铜片放入盛有稀 H2SO4 的烧杯中，下列叙述正确的是（　　）
A．正极有 O2 逸出
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15．甲～庚等主族元素在周期表中的相对位置如下表，己的最高价氧化物对应的水化物有强脱水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数．下列判断正确的是（　　）
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C．庚与甲形成的单核离子半径大小为：庚＜甲
D．丁的最高价氧化物可用于制造计算机的芯片

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