题目内容

17.下列四种装置中,均盛200mL的溶液.①0.005mol/LCuSO4溶液,②0.01mol/LH2SO4,③ZnCl2溶液,④KCl溶液.

(1)上述四种装置中,为电解池的是①③④ (用编号回答),装置②中两电极的电极反应式分别是:Zn极:Cu2++2e-=Cu,Cu极:4OH--4e-=2H2O+O2↑.
(2)装置④中,通电一开始,Fe极上发生的电极反应式是Fe-2e-=Fe;C极上发生的电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-.
(3)工作一段时间后,测得导线上均通过0.002mol电子,则上述装置 ②中生成气体的体积是22.4mL(溶液体积变化忽略不计).

分析 (1)有外接电源的属于电解池,没有外接电源的属于原电池,装置①中是用惰性电极电解硫酸铜溶液,阳极上氢氧根离子放电,阴极上铜离子放电;
(2)装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,该装置中电解质溶液呈中性,铁发生吸氧腐蚀,铁易失电子作负极,碳作正极;
(3)根据各个装置中氢离子或氢氧根离子浓度变化判断.

解答 解:(1)有外接电源的属于电解池,没有外接电源的属于原电池,所以属于电解池的是①③④,
装置①中是用惰性电极电解硫酸铜溶液,阳极上氢氧根离子放电,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极上铜离子放电,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,
故答案为:①③④;Cu2++2e-=Cu;4OH--4e-=2H2O+O2↑;
(2)装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,该装置中电解质溶液呈中性,铁发生吸氧腐蚀,铁易失电子作负极,碳作正极,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-=Fe,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,
故答案为:Fe-2e-=Fe;O2+2H2O+4e-=4OH-;
(3)②中电解的是硫酸,正极上发生电极反应:2H++2e-=H2↑;当转移电子0.002mol时,得到氧气的物质的量是0.001mol,体积是22.4mL,故答案为:22.4.

点评 本题考查了原电池和电解池原理,明确离子放电顺序是解本题关键,难度不大.

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 起始浓度 甲 乙 丙
 c(NO2)/mol•L-1 0.10 0.20 0.20
 c(SO2)/mol•L-1 0.10 0.10 0.20
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②丙达到平衡所用的时间<10min(填“<”“>”“=”),达到平衡后,设甲、乙、丙中SO2(g)的转化率分别为a、b、c,则三者的大小关系为a=c<b.

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