题目内容

8．电解原理在化学工业中有广泛应用．如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连．请回答以下问题：
（1）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是纯铜，
②假若电路中有0.04mol电子通过时，阴极增重1.28g．
（2）若X、Y都是Fe电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴紫色石蕊试液，则
①电解池中Y极上的电极反应是Fe-2e-=Fe2+．
②在X极附近观察到的现象是溶液变红色．

分析 （1）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，阳极应该是粗铜、阴极是纯铜，则X电极是纯铜、Y电极是粗铜，阴极上铜离子放电；根据转移电子与Cu的关系计算；
（2）若X、Y都是Fe电极，a是饱和NaCl溶液，X为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，Y为阳极，阳极上Fe失电子生成亚铁离子．

解答 解：（1）①如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，阳极应该是粗铜、阴极是纯铜，则X电极是纯铜、Y电极是粗铜，
故答案为：纯铜；
②假若电路中有0.04mol电子通过时，阴极上铜离子放电，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，则生成的Cu为0.02mol，其质量为0.02mol×64g/mol=1.28g；
故答案为：1.28；
（2）若X、Y都是Fe电极，a是饱和NaCl溶液，X为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，Y为阳极，阳极上Fe失电子生成亚铁离子；
①Y为阳极，阳极上Fe失电子生成亚铁离子，其电极方程式为：Fe-2e-=Fe2+；故答案为：Fe-2e-=Fe2+；
②X为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，阴极附近显碱性，滴入几滴紫色石蕊试液，溶液变红色；
故答案为：溶液变红色．

点评 本题考查学生电解池的工作原理知识，明确图中电源的正负极确定电解池的阴阳极是解答的关键，并熟悉电极反应及离子的放电顺序来解答，题目难度中等．

练习册系列答案
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14．下列四组物质中，化学式相同，且按物质的分类方法，属于同一类物质的是（　　）
A．和B．金刚石和石墨
C．H3C-O-CH3和CH3CH2OHD．和
19．用浓盐酸和二氧化锰制氯气的实验装置如图所示：

（1）下列气体实验室制备时，可以用相同发生装置的是C
A．O2       B．H2   C．HCl     D．CO2
（2）制得的氯气中还含有氯化氢杂质，可通过装有饱和食盐水的洗气瓶除去．
（3）工业上将氯气通入石灰乳[Ca（OH）2]制取漂白粉，化学反应方程式为2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，漂白粉在空气中很容易变质，请写出漂白粉在空气中变质的反应方程式CO2+H2O+Ca（ClO）2=CaCO3↓+2HClO，2HClO $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl↑+O2↑，．据报道，日常生活中，将洁厕液（主要成分是HCl）与84消毒液（主要成分是次氯酸钠）混合使用会发生中毒的事故，生成有毒的氯气．写出反应的化学方程式NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O．
（4）二氧化锰和高锰酸钾都是强氧化剂，均可将浓盐酸氧化为氯气．用浓盐酸和高锰酸钾制氯气的反应方程式如下：KMnO4+HCl→KCl+MnCl2+Cl2+H2O
①配平该反应的化学方程式．
②用“单线桥”在上述程式上标出电子转移的方向和数目．
该反应中Cl元素被氧化，方程式中起酸性作用的HCl是6mol．当有1mol电子转移时，可生成气体（标准状态下）11.2升．
（5）（如图）有人做了一个改进实验．挤压软塑料瓶，向装有固体B的锥形瓶中加入溶液A，同时往燃烧管中通入气体C并点燃，可以看到明显的燃烧现象（金属网用以防止气体混合爆炸）．
用此装置模拟工业合成盐酸．则相应试剂选择正确的是d（选填序号）．
溶液A固体B气体C
a稀硫酸ZnCl2
b浓盐酸MnO2H2
c稀硝酸FeCl2
d浓盐酸KMnO4H2
管口可观察到的现象是苍白色火焰，管口上方有白雾．
16．某原电池的总反应是Zn+Cu2+═Zn2++Cu，则该原电池的组成正确的是（　　）
ABCD
正极ZnFe碳棒Cu
负极碳棒ZnZnZn
电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4ZnCl2
A．AB．BC．CD．D
3．由Zn-Cu-H2SO4组成的原电池，工作一段时间后，锌片质量减少了13.0g．求：
（1）原电池生成氢气4.48L（标准状况）．
（2）已知1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ的热量．将（1）中获得的氢气燃烧，可以得到57.16kJ的热量．
（3）若起始时刻两电极质量相等，将电解质溶液改为硫酸铜溶液，当电池输出相同的电量时，电池两极的质量差为25.8g．
13．瑞典化学家舍勒在研究软锰矿（主要成分是MnO2）的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色、刺激性气味的气体--氯气．某学生使用这一原理设计如图所示的实验装置，并且利用制得的氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉（这是一个放热反应），据此回答下列问题：
（1）B中发生反应的化学方程式是MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）漂白粉将在U形管中产生，其化学方程式是2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O．
（3）此实验结果所得Ca（ClO）2产率太低，经分析并查阅资料发现，主要原因是在U形管中存在两个副反应：
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca（ClO3）2，为避免此副反应的发生，可采取的措施是将U形管置于冷水浴中．
②试判断另一个副反应（写出此反应方程式）：Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O．为避免此副反应发生，应采取的措施是在B、C之间增加一个饱和食盐水洗气装置．
20．如图表示在没有通风橱的条件下制备氯气时设计的装置，图中a、b是可控制的弹簧铁夹．（氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小．）
（1）仪器C的名称是分液漏斗；水槽中应盛放的是饱和NaCl溶液；烧杯中盛放的是NaOH溶液；
（2）在收集氯气时，应打开A，关闭B_．当氯气收集完毕时打开B，关闭A．（填A或B或C）
17．如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持设备和A中加热装置已省略）．

（1）制备氯气选用的药品为：二氧化锰和浓盐酸，相关反应的化学方程式为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl；同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱．
（3）装置F烧杯中盛放的试剂是NaOH溶液，其中发生反应的离子方程式是2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O．
（4）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入D．

选项ⅠⅡⅢ
A干燥的有色布条碱石灰湿润的有色布条
B干燥的有色布条硅胶湿润的有色布条
C湿润的有色布条浓硫酸干燥的有色布条
D湿润的有色布条无水氯化钙干燥的有色布条
（5）设计装置D、E的目的是比较Cl2、Br2、I2的氧化性强弱．当向D中缓缓通入足量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为红棕色，说明Cl2的氧化性大于Br2．打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡．观察到的现象是E中溶液分为两层，下层（CCl4层）为紫红色．该现象不能（填“能”或“不能”）说明Br2的氧化性强于I2，原因是过量的Cl2也可将I-氧化为I2．
18．一定量的氢气在氯气中燃烧，所得的混合物用100mL 3.00mol/L NaOH溶液（密度为1.12g/mL）恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.0500mol．求：
（1）写出上述反应中涉及到的两个离子方程式H++OH-=H2O，Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
（2）原NaOH溶液的质量分数为10.71%．
（3）所得溶液中Cl-的物质的量为0.25 mol．
（4）所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n（Cl2）：n（H2）=3：2．

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