魯科版化學(xué)選修4《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能—電解》基礎(chǔ)訓(xùn)練-文庫吧
2024-11-14 20:27 本頁面
【正文】 附近顯紅色。 (1)① 電源上 b 為 ________極 (用 “ 正 ”“ 負(fù) ”“ 陰 ” 或 “ 陽 ” 填空 )。 ② Z 槽中 e 為 ______極 (同上 )。 ③ 連接 Y、 Z槽線路中，電子流動(dòng)的方向是 d___ _____e(用 “→” 或 “←” 填空 )。 (2)① 寫 出 c 極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式 ________________________________________________________________________。 ② 寫出 Y 槽中總反應(yīng)化學(xué)方程式 ________________________________________________________________________。 ③ 寫出 Z 槽中 e 極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式 ________________________________________________________________________。 (3)① 電解 2 min 后，取出 e、 f，洗凈、烘干、稱量，質(zhì)量差為 g，在通電過程中，電路中通過的電子為 ______mol。 ② 若 Y 槽中溶液體積為 500 mL(電解后可視為不變 )，槽中電解反應(yīng)的速率 v(OH－ )＝__________。 解析： “ 附近顯紅色 ” 是 d 作為陰極時(shí)應(yīng)有的現(xiàn)象，據(jù)此可確定 d 為陰極，進(jìn)一步即可解答 (1)(2)中問題。 (3)e極因發(fā)生反應(yīng) Cu－ 2e－ ― → Cu2＋ 而減輕， f極因發(fā)生反應(yīng) Cu2＋ ＋ 2e－ ― → Cu 而增重，每轉(zhuǎn)移 2 mol e－ 兩極質(zhì)量差就增加 128 g，即 Δm∶ Δn(e－ )＝ 128 g∶ 2 mol， Δn(e－ )＝ 2 mol128 gΔn＝ 2 mol g128 g ＝ mol。 Y槽中 2NaCl＋ 2H2O=====電解2NaOH＋ Cl2↑ ＋ H2↑ ～ 2e－ ，當(dāng)轉(zhuǎn)移 mol e－ 時(shí)產(chǎn)生 OH－ mol，則 v(OH－ )＝ L 2 min＝ mol/(Lmin)。 答案： (1)① 負(fù) ② 陽 ③← (2)① 2Cl－ － 2e－ ― → Cl2↑ ② 2NaCl＋ 2H2O=====電解2NaOH＋H2↑ ＋ Cl2↑ ③ Cu－ 2e－ ― → Cu2＋ (3)① ② mol(Lmin)－ 1 9． 按 下 圖中裝置實(shí)驗(yàn)， A、 B兩燒杯分別盛放 200 g 10% NaOH 溶液和足量 CuSO4溶液。通 電一段時(shí)間后， c 極上有 Cu 析出，又測(cè)得 A 杯溶液中 NaOH 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %，試回答： (1)電源的 P 極為 ________極。 (2)b 極產(chǎn)生氣體的體積為 ________L(標(biāo)準(zhǔn)狀 況 )。 (3)c 極上析出沉淀的質(zhì)量為 ________g。 (4)d 極上所發(fā)生的電極反應(yīng)式為： ________________。 解析： B池中 c極上有金屬析出，說明它為陰極。由此可知， d、 b為陽極， a、 c為陰極。按照 “ 正接陽，負(fù)接陰 ” 的規(guī)律，電源的 P極為負(fù)極。電解 NaOH溶液時(shí)， a極產(chǎn)生 H2，b 極產(chǎn)生 O2；電解 CuSO4溶液時(shí)， d 極產(chǎn)生 O2，其電極反應(yīng)式為： 4OH－ － 4e－ ― → 2H2O＋ O2↑ 。 m(NaOH)＝ 200 g 10%＝ 20 g。電解后溶液的質(zhì)量為： 20 %＝ g。 被電解的水的質(zhì)量為： 200 g－ g＝ g，其物質(zhì)的量為 mol。 由此可知， b極產(chǎn)生的 O2為 mol，即 L。 根據(jù)電子守恒得： mol 4＝ n(Cu) 2，解得 n(Cu)＝ mol，即 Cu 析出 16 g。 答案： (1)負(fù) (2) (3)16 (4)4OH－ － 4e－ ― → 2H2O＋ O2↑ 10．在 50 mL mol/L CuSO4 溶液中插入兩個(gè)電極通電電解 (不考慮水分蒸發(fā) )。則： (1)若兩極均為銅片，試說明電解過程中濃度變化 情況 ________________________________________________________________________。 (2)若陽極為純鋅，陰極為銅片，陽極反應(yīng)式是 ________________________________________________________________________。 (3)如不考慮 H＋ 在陰極上放電，當(dāng)電路中有 mol e－ 通過時(shí)，陰極增重 ________g，陰極上的電極反應(yīng)式是 ________________________________________________________________________。 解析 ： (1)(2)小題類似于電鍍?cè)恚?(3)由 Cu2＋ ＋ 2e－ ― → Cu可知 2 mol e－ ～ 1 mol Cu，故陰極析出 Cu： mol 64 gmol－ 1＝ g。 答案 ： (1)不變 (2)Zn－ 2e－ ― → Zn2＋ (3) Cu2＋ ＋ 2e－ ― → Cu 11．在如圖用石墨作電極的電解池中，放入 500 mL 含一種溶質(zhì)的某藍(lán)色溶液進(jìn)行電解，觀察到 A 電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成， B 電極有無 色氣體生成；當(dāng)溶液中的原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出 A 電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重 g。請(qǐng)回答下列問題 (1)B 電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式 ________________________________________________________________________。 (2)寫出電解時(shí)反應(yīng)的離子方程式 ________________________________________________________________________。 (3)電解后溶液的 pH 為 ________，要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，則需加入 ________，其質(zhì)量為 ______g。 (假設(shè)電解前后溶液的體積不變 ) (4)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定原溶液中可能含有的酸根離子，要求：提出兩種可能的假設(shè)，分別寫出論證這兩種假設(shè)的操作步驟，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 ① 假設(shè)一： ________________________________________________________________________； ② 假設(shè)二： ________________________________________________________________________。 解析 ： (1)藍(lán)色溶液含 Cu2＋ ， A 電極有紅色固體物質(zhì)生成，則析出 Cu，為陰極； B 電極為陽極，析出 O2，電極反應(yīng)式為： 4OH－ － 4e－ ― → 2H2O＋ O2↑ 。 (2)2Cu2＋ ＋ 2H2O=====通電2Cu＋ O2↑ ＋ 4H＋ (3)當(dāng)溶液中溶質(zhì)完全電解時(shí)，得 Cu的物質(zhì)的量為 g64 gmol－ 1＝ mol。此時(shí)溶液中 c(H＋ )＝ mol/L， pH＝ 1。要使溶 液恢復(fù)原狀，應(yīng)加入 CuO mol，即 2 g。 (4)因?yàn)榭扇苄喳}，電解時(shí)得 O2，酸根只有常見的 SO2－4 和 NO－3，應(yīng)從這兩個(gè)角度去鑒定。 答案 ： (1)4OH－ － 4e－ ― → 2H2O＋ O2↑ (2)2Cu2＋ ＋ 2H2O=====通電2Cu＋ O2↑ ＋ 4H＋ (3)1 CuO 2 (4)① 假設(shè)原溶液中的酸根離子是 SO2－4 。
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