Question

如图所示为电解水的装置，闭合开关s后，观察到电压表示数为6.0V，电流表示数为100mA．
（1））此时A管内生成

 

．写出A、B两极发生的反应：A．

 

；B．

 

．
（2）为加快电解水的速率．可在水中加入

 

．
A．H₂S0₄   B．HCl   C．NaOH  D．NaCl
（3）已知电解1mol水可增加280kJ的化学能，则此装置电解10min可增加多少化学能？（已知1个电子所带的电量为1.6×10^-19C，N_A=6.02×10²³ mol^-1）．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）装置图分析可知与电源正极连接的B为电解池阳极，水溶液中氢氧根离子失电子生成氧气，与电源负极连接的电极A为电解池的阴极，水溶液中氢离子得到电子生成氢气；
（2）加快电解速率可以加入含氧酸，或强碱溶液增加离子浓度增大导电性；
（3）电解1mol水可增加280kJ的化学能，依据电子守恒计算，闭合开关s后，观察到电压表示数为6.0V，电流表示数为100mA，通过电量=It，计算电路中电子转移物质的量，结合电解计算电子转移，计算增加的能量；

解答： 解：（1）装置图分析可知与电源正极连接的B为电解池阳极，水溶液中氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；与电源负极连接的电极A为电解池的阴极，水溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
故答案为：H₂，2H⁺+2e^-=H₂↑；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（2）加快电解速率可以加入含氧酸，或强碱溶液增加离子浓度增大导电性；
A．加入H₂S0₄，电解过程实质电解水，但增加了离子浓度，溶液导电性增大，故A符合；
B．加入HCl，电解过程中阳极氯离子失电子生成氯气，实质电解氯化氢，不是电解水，故B不符合；
 C．加入NaOH实质电解水，但增大了离子浓度，导电性增强，故C符合；
 D．加入NaCl，阳极是氯离子失电子生成氯气，实质电解氯化钠和水，不是电解水，故D不符合；
故答案为：AC．
（3）观察到电压表示数为6.0V，电流表示数为100mA，通过电量Q=It，Q=0.1A×10×60s=60C，计算电路中电子转移物质的量=

60C 1.6×10-19C

6.02×1023/mol

=6.229mol，电解1mol水可增加280kJ的化学能；
H₂O～2e-～～～～280KJ
     2mol      280KJ
    6.229mol    Q
Q=87.21KJ；
答：此装置电解10min可增加化学能87.21KJ；

点评：本题考查了电解原理的分析应用，电解反应和电极产物分析，电量和电子转移的计算是关键，题目较简单．