题目内容

【题目】某课外活动小组用如图装置进行实验,试回答下列问题:

(1)若开始时开关K与a连接,则A极的电极反应式为____________________B极的Fe发生__________ 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)

(2)若开始时开关K与b连接,下列说法正确的是________(填序号)

①溶液中Na+向A极移动 

②从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝 

③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 

④若标准状况下B极产生2.24 L气体,则溶液中转移0.2 mol电子

且此时装置内总反应的离子方程式为_____________________________________________________

(3)该小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为_________________________________________,此时通过阴离子交换膜的离子数________(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钾溶液从出口________(填“A”“B”“C”或“D”)导出。

用惰性电极电解体积为1L的CuSO4溶液,当阴阳极都产生3.36L(标况)气体时,请问硫酸铜的浓度为______,若要此溶液恢复到原状态需要加入________(填选项)

A.CuSO4 B.CuO C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3

【答案】O2+2H2O+4e-===4OH- 吸氧 ②④ 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 4OH--4e-===2H2O+O2↑(或4H2O-4e-=== O2↑+4H+) 小于 D 0.15mol/L C

【解析】

(1)开始时开关K与a连接,组成了原电池,铁为负极,A为正极,A极氧气得到电子产生氢氧根离子,A的电极反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-;B极的Fe发生吸氧腐蚀;

(2)①电解时阳离子向阴极移动,故①错误;

②A生成氯气,能使湿润KI淀粉试纸变蓝,故②正确;

③阳极生成氯气,阴极生成氢气,则通入适量氯化氢可恢复到原浓度,故③错误;

④若标准状况下B极产生2.24L氢气,由2H++2e-=H2↑可知转移0.2mol电子,故④正确.

故答案为:②④;

开关K与b连接,装置为电解池,铁为阴极,发生还原反应,氢离子得到电子生成氢气,电极方程式为2H++2e-=H2↑,总的电极反应是电解饱和食盐水,电极反应方程式为:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;

(3) ①电解时,阳极上失电子发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力,所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4OH--4e-===2H2O+O2↑或4H2O-4e-=== O2↑+4H+;阳极氢氧根离子放电,因此硫酸根离子向阳极移动,阴极氢离子放电,因此钠离子向阴极移动,所以通过相同电量时,通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数;

故答案为:4OH--4e-===2H2O+O2↑或4H2O-4e-=== O2↑+4H+;<;

②氢氧化钠在阴极生成,所以在D口导出;

用石墨电极电解CuSO4溶液,阳极反应为:4OH- -4e-=2H2O+ O2↑,

阴极电极反应为:Cu2+ +2e- = Cu,2H++2e- = H2↑,总反应离子方程式为:

2Cu2+ + 2H2O2Cu +4H++O2↑,当阳极产生标准状况下气体3.36L时,生成氧气的物质的量为: = 0.15mol, 电子转移0.15mol4=0.6mol, 生成氢气的物质的量为: = 0.15mol, 电子转移0.15mol2=0.3mol,根据得失电子守恒可知,n(Cu2+)== 0.15mol,硫酸铜的浓度为0.15mol/L;据此进行分析,阳极析出氧气,阴极析出Cu和氢气,则应加入Cu(OH)2,可恢复到原状态,答案选C。

练习册系列答案
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I.NaNH2熔点(210℃)比NaOH 熔点(318.4℃)低, 解释原因正确的是 (__________)

A.是因为NaNH2比NaOH 的相对分子质量小,前者分子间作用力小。

B.NaOH存在分子间氢键

C.NaNH2、NaOH均是离子化合物,其熔沸点高低与离子键的强弱有关,阴、阳离子电荷数越高,离子半径越小,离子键强度越大(或离子晶体的晶格能越大),则熔点越高。由于原子半径N>O,且NH2- 比OH- 原子个数多,则NH2- 比OH- 离子半径大,所以NaNH2比NaOH离子晶体的晶格能小,其熔点低。

D.N和O均处于第二周期,N在左方,同周期元素从左到右,元素的非金属性增强,其氢化物水溶液的酸性H2O>NH3,则碱性NaNH2>NaOH

II.根据下图所示装置回答以下问题。

(1)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验验证Cl的非金属性大于S:锥形瓶中发生反应的离子方程式为_________________________。试管中的实验现象为___________________________。

(2)若要用此装置证明非金属性: N>C>Si,从以下所给物质中选出实验所要用到物质:

①稀HNO3溶液 ②稀硫酸溶液 ③碳酸钙 ④Na2SiO3溶液 ⑤SiO2

试剂A与C分别对应为_________________(填数字序号)。

有同学认为此实验不能说明N、C、Si的非金属性强弱,你认为发生干扰的化学方程式为:_______________________________。

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