题目内容

【题目】某课外兴趣小组进行电解原理的实验探究,做了如下的实验:以铜为电极,按如图所示的装置电解饱和食盐水。

实验现象:接通电源30 s内,阳极附近出现白色浑浊,之后变成橙黄色浑浊,此时测定溶液的pH约为10。一段时间后,试管底部聚集大量红色沉淀,溶液仍为无色。

查阅资料:

物质

氯化铜

氧化亚铜

氢氧化亚铜

氯化亚铜

颜色

固体呈棕色,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色

红色

橙黄色

白色

相同温度下CuCl的溶解度大于CuOH

下列说法错误的是

A.反应结束后最终溶液呈碱性

B.阴极上发生的电极反应为:2H2O + 2e═ H2↑+ 2OH

C.从实验看出氢氧化亚铜具有不稳定性

D.试管底部红色的固体具有还原性

【答案】A

【解析】

电解时,铜作阳极,阳极上铜失电子生成亚铜离子进入溶液,亚铜离子和氯离子生成氯化亚铜白色沉淀,此时溶液中的氢氧根离子浓度很小,碱性较弱,因此不能生成氢氧化亚铜沉淀,由于相同温度下CuCl的溶解度大于CuOH,因此30s后,发生了沉淀的转化,由氯化亚铜变为氢氧化亚铜,即白色沉淀变成橙黄色浑浊,此时测定溶液的pH约为10,溶液显示碱性,由于氢氧化亚铜不稳定,因此一段时间后会发生分解生成红色的氧化亚铜。

A. 根据题干信息知道存在下列反应过程:阳极:2Cu-2e=2Cu+,阴极:2H2O + 2e═ H2↑+ 2OH,总反应:2Cu+2H2OH2↑+2CuOH,2CuOH= Cu2O+H2O,因此反应结束后溶液呈中性,故A错误;

B. 在阴极上是电解质中水电离出来的氢离子得电子的还原反应,发生的电极反应为:2H2O + 2e═ H2↑+ 2OH,故B正确;

C. 从实验现象中颜色的变化知,2CuOH= Cu2O+H2O,则氢氧化亚铜具有不稳定性,故C正确;

D. 试管底部红色的固体是氧化亚铜,其中的Cu元素是+1价,具有还原性,故D正确。

故选A。

练习册系列答案
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(1)肼(N2H4)、N2O4常用于航天火箭的发射。已知下列反应:

①N2(g)+O2(g) =2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1

②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-112kJ·mol-1

③2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57kJ·mol-1

④2N2H4(g)+N2O4(g) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1136kJ·mol-1

则N2H4与O2反应生成氮气与水蒸气的热化学方程式为_________________。

(2)一定温度下,向某密闭容器中充入1 mol NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g),测得反应体系中气体体积分数与压强之间的关系如图所示:

①a、b、c三点逆反应速率由大到小的顺序为_______。平衡时若保持压强、温度不变,再向体系中加入一定量的Ne,则平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。

②a点时NO2的转化率为___________,用平衡分压代替平衡浓度也可求出平衡常数Kp,则该温度下Kp=________Pa-1。

(3)已知在一定温度下的可逆反应N2O4(g)2NO2(g)中,v正=k正c(N2O4),v逆=k逆c2(NO2)(k正、k逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K=10,则k正=______k逆。升高温度,k正增大的倍数_______(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。

(4)氨气是合成众多含氮物质的原料,利用H2-N2—生物燃料电池,科学家以固氮酶为正极催化剂、氢化酶为负极催化剂,X交换膜为隔膜,在室温条件下即实现了合成NH3的同时还获得电能。其工作原理图如下:

则X膜为___________交换膜,正极上的电极反应式为______________________。

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