20.(9分)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________________________________________________________________________。

解析:用石墨电极电解CuSO4溶液:

阳极反应式:4OH--4e-===2H2O+O2↑,

阴极反应式:2Cu2++4e-===2Cu。

当线路中有0.20 mol电子转移时,析出铜的质量为

m(Cu)= mol×64 g·mol-1=6.4 g。

产生O2的体积

V(O2)=×22.4 L·mol-1=1.12 L。

c(H+)==0.1 mol/L,pH=-lg 0.1=1。

若用Cu片代替石墨电极,则该装置为电镀池,电解后溶液pH不变。当转移0.2 mol电子时,阳极溶解6.4 g,Cu阴极析出6.4 g Cu,则两极质量差为6.4+6.4=12.8(g)。

答案:(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

18.(7分)(2012·潍坊模拟)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空。如图1所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导阳极生成的O2-离子(O2+4e-―→2O2-)。

 (1)c电极的名称为________,d电极上的电极反应式为

________________________________________________________________________。

(2)如图2所示用惰性电极电解100 mL 0.5 mol·L-1CuSO4溶液,a电极上的电极反应式为________________________________________,若a电极产生56 mL(标准状况)气体,则所得溶液的pH=________(不考虑溶液体积变化),若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入________(填序号)。

a.CuO   b.Cu(OH)2

c.CuCO3      d.Cu2(OH)2CO3

解析:(1)原电池中电流的方向是从正极流向负极,故c电极为正极;d电极为负极,通入的气体为甲烷,d电极反应式为:CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O。

(2)用惰性电极电解CuSO4溶液时,阳极(a电极)反应式:4OH--4e-===2H2O+O2↑;阴极反应式:

2Cu2++4e-===2Cu,

n(O2)==2.5×10-3mol。

线路中转移电子的物质的量为2.5×10-3 mol×4=0.01 mol,溶液中c(H+)==0.1 mol/L,

pH=-lg 0.1=1。加入CuO或CuCO3与溶液中的H+反应,可使电解质溶液恢复到电解前的状态。

答案:(1)正极 CH4+4O2--8e-===CO2↑+2H2O

(2)4OH--4e-===2H2O+O2↑ 1 ac

 0  120076  120084  120090  120094  120100  120102  120106  120112  120114  120120  120126  120130  120132  120136  120142  120144  120150  120154  120156  120160  120162  120166  120168  120170  120171  120172  120174  120175  120176  120178  120180  120184  120186  120190  120192  120196  120202  120204  120210  120214  120216  120220  120226  120232  120234  120240  120244  120246  120252  120256  120262  120270  447090 

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