题目内容

在25 ℃时，用石墨电极电解2.0 L 2.5 mol·L－1CuSO4溶液，如有0.20 mol电子发生转移，请回答下列问题：
(1)阴极发生                                                          反应，
电极反应式为                                                            ；
(2)阳极发生                                                          反应，
电极反应式为                                                       ；
(3)电解后得到的铜的质量是       ，得到氧气的体积是       (标准状况)，溶液的pH是                                                                       ；
(4)如果用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差       ，电解液的pH                                                                       。

(1)还原 2Cu2＋＋4e－=2Cu
(2)氧化 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑
(3)6.4 g 1.12 L 1
(4)12.8 g 不变

解析

练习册系列答案
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（6分）某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙三池中溶质足量），当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。当乙池中C极质量减轻10.8 g时，回答下列问题。

（1）写出A极的电极方程式：                                               。
（2）甲池中B电极理论上消耗O2的体积（标准状况下）为多少毫升?
（3）若丙池中溶液的体积为1000 mL，此时丙池中溶液的pH为多少？

（18分）钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。
（1）V2O5是接触法制硫酸的催化剂。    ’   
①已知25℃．10lkPa时：
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（1）=2H2SO4（1）      △H = -457kJ·mol-l
SO3（g）+H2O（1）=H2SO4（1） △H= -130kJ·mol-l
   则反应2SO2（g）+O2（g）      2SO3（g）的△H=       kJ·mol-l。使用V2O5作催化剂后该反应逆反应的活化能      （填“增大”、“不变”或“减小”）。
②SO2水溶液可与SeO2反应得到硫酸，当有79gSe生成时，转移电子的物质的量为      mol，此反应的化学方程式是                           。
（2）全钒液流电池的结构如图所示，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H+和SO42－。电池放电时，负极的电极反应为：
V2+－e一=V3+。

①电池放电时的总反应方程式为            。
充电时，电极M应接电源的            极。
②若电池初始时左、右两槽内均以VOSO4和H2SO4的混合液为电解液，使用前需先充电激活，充电过程阴极区的反应分两步完成：第一步VO2+转化为V3+；第二步V3+转化为V2+。则第一步反应过程中阴极区溶液n（H+）      （填“增大”、“不变”或“减小”），阳极的电极反应式为：               。

某化学小组用下图装置电解CuCl2溶液制少量漂白液：
      
（1）其阳极的反应式是：           ；导气管W端应与出气口         连接。
（2）实验后发现阴极碳棒上除了附着有红色物质，还附着有少量白色物质。
查阅资料显示：

物质名称及化学式
氯化亚铜CuCl
碱式氯化铜Cu2( OH)3Cl
性质
白色固体、不溶水
绿色固体、不溶水
 
化学小组分析提出：①红色物质可能有        、或Cu2O、或二者都有；②白色物质为CuCl
（3）为探究阴极碳棒上附着的红色、白色物质，设计了如下实验：
取出阴极碳棒，洗涤、干燥、称其质量为W1g ，并将其放入下图所示装置b中，
进行实验。实验中，碳棒上的白色物质完全变为红色，无水硫酸铜不变色，d中出现白色沉淀；实验结束时，继续通H2直至碳棒冷却后，称量其质量为W2g 。
①碳棒上的红色物质是              ，无水硫酸铜的作用是                      ；
②d中反应的离子方程式是          ；
③装置b中发生反应的化学方程式是                         。
④电解CuCl2溶液时，阴极上产生白色物质的原因用电极反应式解释为                  。
⑤阴极上产生白色物质的物质的量是         ；若装置b冷却时不继续通H2，则计算所得Cu+的产率会        （偏大、偏小、不变）。

将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如下图的装置：（以下均假设反应过程中溶液体积不变）。

（1）铁片上的电极反应式为                           。
（2）铜片周围溶液会出现                   的现象。
（3）若2 min后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2g，计算导线中流过的电子的物质的量为       mo1。

能量之间可相互转化：
(1)电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。

①完成原电池甲的装置示意图(见上图)，并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极__________。
③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是______________________________。
(2)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(1)的材料中应选__________作阳极。

电解是最强有力的氧化还原手段，在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题：
(1)以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源，则阳极反应式为________，阴极反应式为________。
(2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是
_______(填序号)。

a．②区铜片上有气泡产生
b．③区铁片的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑
c．最先观察到变成红色的区域是②区
d．②区和④区中铜片的质量均不发生变化
(3)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH

实验室中，以一定浓度的乙醛－Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。
①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入________(填化学式)，电极反应式为________。电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mg/L的废水，可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后一位)。

某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。

回答下列问题：
(1)此原电池的正极是石墨       (填“a”或“b”)，发生       反应。
(2)电池工作时，盐桥中的SO42-移向       (填“甲”或“乙”)烧杯。
(3)两烧杯中的电极反应式分别为：甲               ，乙               。
(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 mol·L－1，则反应中转移的电子为       mol。

(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应______________________________________
银片上发生的电极反应______________________________________
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：
①产生氢气的体积(标准状况)；②通过导线的电量。(已知NA＝6.02×1023 mol－1，电子电荷为1.60×10－19 C)

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