Question

惰性電極電解NaCl溶液或CuSO₄溶液都得到三種產(chǎn)物A、B、C，各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示（圖中參與反應(yīng)和生成的水都已略去）．已知甲是短周期元素的單質(zhì)，它是日常生活中常用的包裝材料．回答下列問題：

（1）若電解的是NaCl溶液：
①甲與A反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
②A與B反應(yīng)的離子方程式是

 

．
③常溫下，若電解100mL 0.1mol/L NaCl溶液，陰、陽兩極各產(chǎn)生112mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則所得溶液的pH為

 

（忽略反應(yīng)前后溶液的體積變化及氣體溶于水的影響）．
（2）若電解的是CuSO₄溶液，加熱時(shí)，A的濃溶液可與B發(fā)生反應(yīng)：
①A的濃溶液與B反應(yīng)過程中，A的濃度隨時(shí)間變化的圖象正確是如圖2所示

 

．
②E的化學(xué)式是

 

；電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式是

 

．
③電解后CuSO₄溶液的pH值

 

，（增大、減小或不變）簡(jiǎn)述其原因：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，A+B=E+NaCl，說明AB為氫氧化鈉和氯氣，C為H₂，甲是短周期元素的單質(zhì)，和堿溶液反應(yīng)，它是日常生活中常用的包裝材料判斷為Al，確定A為NaOH，B為Cl₂，則甲與A的反應(yīng)是2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（2）若電解的是CuSO₄溶液，生成的產(chǎn)物為銅、氧氣和硫酸，加熱時(shí)，A的濃溶液可與B發(fā)生反應(yīng)說明A為H₂SO₄（濃），B為Cu，C為O₂，E為SO₂，甲是短周期元素的單質(zhì)，和稀硫酸溶液反應(yīng)生成氫氣，它是日常生活中常用的包裝材料判斷為Fe．

解答： 解：（1）電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，A+B=E+NaCl，說明A、B為氫氧化鈉和氯氣，C為H₂，甲是短周期元素的單質(zhì)，和堿溶液反應(yīng)，它是日常生活中常用的包裝材料判斷為Al，確定A為NaOH，B為Cl₂，則甲與A的反應(yīng)是2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
①甲與A反應(yīng)的化學(xué)方程式是鋁和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)，反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
②A與B反應(yīng)是氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水．反應(yīng)的離子方程式是：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
③常溫下，若電解100mL 0.1mol/L NaCl溶液，陰、陽兩極各產(chǎn)生112mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）物質(zhì)的量為0.005mol，電解NaCl的總反應(yīng)方程式為2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂+Cl₂↑
則n（OH^-）=2n（Cl₂）=0.01mol
c（OH^-）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L；
c（H⁺）=

Kw

c(OH-)

=

10-14

0.1mol/L

=10^-13mol/L，
則所得溶液的pH為13，
故答案為：13；
（2）若電解的是CuSO₄溶液，生成的產(chǎn)物為銅、氧氣和硫酸，加熱時(shí)，A的濃溶液可與B發(fā)生反應(yīng)說明A為H₂SO₄（濃），B為Cu，C為O₂，E為SO₂；
①A的濃溶液與B反應(yīng)過程中，是濃硫酸和銅的反應(yīng)，隨濃度減小變化為稀硫酸后，銅和稀硫酸不發(fā)生反應(yīng)，A的濃度隨時(shí)間變化的圖象是開始濃度減小，最后濃度不變，故答案為：A；
②E是銅和濃硫酸加熱的反應(yīng)，反應(yīng)生成二氧化硫、水和硫酸銅，所以E為SO₂，電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式是氧氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應(yīng)為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：SO₂；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③電解后CuSO₄溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，溶液的pH值減小，電解過程中陽極氫氧根離子放電生成氧氣，水的電離平衡被破壞，水的電離正向進(jìn)行，氫離子濃度增大，溶液pH減小，
故答案為：減小；電解過程中陽極氫氧根離子放電生成氧氣，水的電離平衡被破壞，水的電離正向進(jìn)行，氫離子濃度增大，溶液pH減�。�

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理的分析應(yīng)用，主要是流程轉(zhuǎn)化關(guān)系的分析判斷，電解過程中電極反應(yīng)，電子守恒的計(jì)算應(yīng)用時(shí)解題關(guān)鍵，題目難度中等．