题目内容
如下图所示的装置中,若通入直流电5 min时,铜电极质量增加2.16 g,试回答:![]()
(1)电源电极X的名称为________。
(2)pH变化:A________,B________,C________。(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)通电5 min后,B中共收集224 mL气体(标准状况),溶液体积为200 mL,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL,电解后,溶液中OH-的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
(1)负极 (2)增大 减小 不变 (3)0.025 mol·L-1 (4)0.1 mol·L-1
解析试题分析:(1)C装置的铜电极质量增加,说明铜极上有金属析出,即溶液中的银离子被还原生成银单质,故铜极为阴极,由此可确定X极为负极。(2)A装置是电解KCl溶液,阴极析出氢气,阳极析出氯气,溶液中氢氧根离子浓度增大,B装置中阴极上先析出铜,当铜离子消耗完后将析出氢气,而阳极上析出氧气,溶液中氢离子浓度增大,C装置中阴极析出银单质,阳极上的银失去电子变成银离子,理论上AgNO3溶液的物质的量浓度不变。(3)B装置两极上电子转移的数目与C装置中转移的电子数目相同,C装置中转移的电子为
=0.02 mol,经判断,B装置中阴极:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑,阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O,根据题意可得:2n(H2)+2n(Cu)=4n(O2)=0.02 mol,n(H2)+n(O2)=
,解得n(Cu)=0.005 mol,CuSO4溶液物质的量浓度为:
=0.025 mol·L-1。(4)A装置的反应为:2KCl+2H2O
2KOH+H2↑+Cl2↑,即反应中电子转移的物质的量与生成的氢氧根离子的物质的量相等,为0.02 mol,c(OH-)=
=0.1 mol·L-1
考点:本题考查了电解池电极和电解产物的判断,并运用两极电子守恒进行计算。
安徽凹山铁矿坐落在马鞍山境内,矿床属于陆相火山一侵入岩型铁矿床,俗称“玢岩型”铁矿,是马钢重要的矿区之一。铁矿中被称为红帘石的铁矿含锰量高,锰是冶炼锰钢的重要原料。红帘石主要成分有磁铁矿Fe3O4、菱铁矿FeCO3、锰矿(MnO2和MnCO3)石棉Mg3Si3O7(OH)4等。工业上将红帘石处理后运用阴离子膜电解法的新技术提取金属锰并制的绿色高效水处理剂(K2FeO4)。工业流程如下:![]()
(1)工业上为提高稀硫酸浸取效率一般采取的措施是(任意写两种方法)
① ②
(2)石棉化学式为Mg3Si3O7(OH)4也可以表示成氧化物形式,氧化物表达式为 。
(3)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:
| 离子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mn2+ | Mg2+ |
| 开始沉淀的pH | 2.7 | 3.7 | 7.0 | 7.8 | 9.3 |
| 完全沉淀的pH | 3.7 | 4.7 | 9.6 | 9.8 | 10.8 |
过程②中加氨水调节溶液的pH等于6,则滤渣B的成分 。
(4)浸出液中以Mn2+形式存在,且滤渣A中无MnO2原因 。
(5)电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向;则A电极是直流电源的 极。实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为 。
(6)滤渣经反应④生成绿色高效水处理剂的离子方程式 。
K2FeO4被誉为绿色高效水处理剂的原因是 。