题目内容

常温下用惰性电极电解200 mL 一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如下图所示(以下气体体积已换算成标准状况下的体积),根据图中信息回答下列问题。

⑴通过计算推测:
①原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度;
②t2时所得溶液的pH;
⑵若用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液200mL,经过一段时间后两极均得到224mL气体,则原混合溶液中的氯离子浓度的取值范围为                     ,铜离子浓度的取值范围为                     。

⑴①阳极首先逸出的是Cl2
n(NaCl)=2n(Cl2)=0.02 mol,则c(NaCl)=0.1mol/L (1分)
阳极得到336 mL气体中,含0.01 mol Cl2和0.005 mol O2
转移电子的物质的量为:0.01 mol×2+0.005 mol×4=0.04 mol 
此过程中阴极刚好全部析出铜
n(CuSO4)=n(Cu)=0.04 mol÷2=0.02 mol
则c(CuSO4)==0.1mol/L (2分)
②t2时溶液中c(Na+)=0.1 mol/L,c(SO42-)=0.1 mol/L
根据电荷守恒有:c(H+)=2×0.1 mol/L-0.1 mol/L=0.1 mol/L
即溶液的pH=1  (2分)
⑵0<c(Cl-)<0.1mol/L(2分) 0<c(Cu2+)<0.05mol/L(2分)
略
练习册系列答案
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(16分)碘被称为“智力元素”,科学合理地补碘可防止点缺乏症。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂,它的晶体为白色,可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料,通过电解制备碘酸钾的实验装置如有图所示。

请回答下列问题:
(1)碘是___(填颜色)固体物质,实验室常用____方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。
(2)电解前,先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液,溶解时发生反应:
3I2 + 6KOH =" 5KI" + KIO3 + 3H2O,将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区,电解槽用水冷却。
电解时,阳极上发生反应的电极反应式为________________________;阴极上观察到的实验现象是______________________________。
(3)电解过程中,为确定电解是否完成,需检验电解液中是否有I-。请设计一个检验电解液中是否有I-的实验方案,并按要求填写下表。
要求:所需药品只能从下列试剂中选择,实验仪器及相关用品自选。
试剂:淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。
实验方法
实验现象及结论
 
 
(4)电解完毕,从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下:

步骤②的操作名称______,步骤⑤的操作名称是____________
步骤④洗涤晶体的目的是_______________________________。

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