18.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用.如圖表示一個(gè)電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連.請回答以下問題:
(1)若X、Y都是惰性電極,a是NaCl溶液,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則:
①Y電極上的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑.在X極附近觀察到的現(xiàn)象是:有氣泡產(chǎn)生,溶液變紅.
檢驗(yàn)Y電極產(chǎn)物的方法是:將濕潤的淀粉碘化鉀試紙接近出氣口,如果試紙變藍(lán)色就說明生成氯氣
②電解總反應(yīng)離子方程式為2Cl-+2H2O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH-+Cl2↑+H2↑.
(2)若X和Y仍均為惰性電極,a為CuSO 4 溶液,則電解時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式為2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4
多余.通過一段時(shí)間后,向所得溶液中加入16g CuO粉末,恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.4mol.
(3)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則
①X電極的材料是純銅
②Y電極的電極反應(yīng)式是Cu2++2e-=Cu(說明:雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)
③假若電路中有0.04摩爾電子通過時(shí),陰極增重1.28克.

分析 (1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,Y電極上氯離子放電生成氯氣,氯氣可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn),X電極上氫離子放電,同時(shí)該電極附近生成氫氧根離子;
(2)若X和Y仍均為惰性電極,a為CuSO 4 溶液,則Y電極上氫氧根離子放電生成氧氣,同時(shí)該電極附近生成氫離子,X電極上銅離子離子放電生成銅單質(zhì),據(jù)此分析判斷;
(3)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,陽極應(yīng)該是粗銅、陰極是純銅,則X電極是純銅、Y電極是粗銅,陰極上銅離子放電.

解答 解:(1)①若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,Y電極上氯離子放電生成氯氣,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑,氯氣具有氧化性,能氧化碘離子生成碘單質(zhì),碘遇淀粉試液變藍(lán)色,所以氯氣可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn);X電極上氫離子放電,同時(shí)該電極附近生成氫氧根離子,所以在X極附近觀察到的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生,溶液變紅,
故答案為:2Cl--2e-=Cl2↑;有氣泡產(chǎn)生,溶液變紅;將濕潤的淀粉碘化鉀試紙接近出氣口,如果試紙變藍(lán)色就說明生成氯氣;
②X電極上氫離子放電,同時(shí)該電極附近生成氫氧根離子,Y電極上氯離子放電生成氯氣,所以電池反應(yīng)式為2Cl-+2H2O  $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH-+Cl2↑+H2↑,
故答案為:2Cl-+2H2O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH-+Cl2↑+H2↑;
(2)若X和Y仍均為惰性電極,a為CuSO4溶液,則電解時(shí)的總化學(xué)反應(yīng)方程式為2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4,通電一段時(shí)間后,向所得溶液中加入16gCuO粉末,物質(zhì)的量=$\frac{16g}{80g/mol}$=0.2mol,恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,則生成的硫酸為0.2mol,反應(yīng)的硫酸銅物質(zhì)的量為0.2mol,轉(zhuǎn)移電子0.4mol,故答案為:2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4;0.4mol;
(3)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,陽極應(yīng)該是粗銅、陰極是純銅,則X電極是純銅、Y電極是粗銅,陰極上銅離子放電,電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu,所以若電路中有0.04摩爾電子通過時(shí),陰極增重$\frac{0.04}{2}$×64=1.28g,故答案為:①純銅;②Cu2++2e-=Cu;③1.28.

點(diǎn)評 本題考查了電解原理的分析應(yīng)用,主要是電極反應(yīng)的書寫和電子守恒的計(jì)算應(yīng)用,掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.實(shí)驗(yàn)室制備下列氣體時(shí),所用方法正確的是(  )
A.制乙烯時(shí),用排水法或向上排空氣法收集氣體
B.制氯氣時(shí),用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體
C.制氧氣時(shí),用Na2O2或H2O2作反應(yīng)物可選擇相同的氣體發(fā)生裝置
D.制二氧化氮時(shí),用水或NaOH溶液吸收尾氣

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

9.實(shí)驗(yàn)室制取乙烯的裝置如圖1所示,請根據(jù)圖示回答下列問題:

(1)在燒瓶中加入20ml乙醇和濃硫酸(體積比約為1:3)的混合液,然后放入幾片碎瓷片,加熱混合液,使液體溫度迅速升到170℃.
①配制20ml體積比約為1:3的乙醇和濃硫酸的混合液的方法是在燒杯中加入5mL 95%的乙醇,然后滴加15mL濃硫酸,邊加邊振蕩;
②加幾片碎瓷片的目的是避免混合液在受熱時(shí)暴沸;
③反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CH2OH$→_{170℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH2=CH2↑+H2O,該反應(yīng)屬于消去反應(yīng)(填反應(yīng)類型);若實(shí)驗(yàn)中溫度控制在140℃左右,則產(chǎn)物是乙醚(填物質(zhì)的名稱),此時(shí)的反應(yīng)類型屬于取代反應(yīng)(填反應(yīng)類型)
(2)乙醇和濃硫酸混合液加熱時(shí)會(huì)出現(xiàn)炭化現(xiàn)象,因此反應(yīng)中生成的乙烯中會(huì)含有CO2和SO2雜質(zhì)氣體.某化學(xué)課外興趣小組欲利用圖2裝置檢驗(yàn)乙烯的化學(xué)性質(zhì),試回答下列問題:
①裝置I中盛有NaOH溶液,目的是除去CO2和SO2雜質(zhì)氣體,反應(yīng)的離子方程式為CO2+2OH?=CO32-+H2O、SO2+2OH?=SO32?+H2O;
②裝置II中盛有品紅溶液,目的是檢驗(yàn)SO2是否除盡;
③裝置Ⅲ中盛有溴的四氯化碳溶液,可觀察到的現(xiàn)象是溶液褪色;
反應(yīng)的化學(xué)方程式是CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.Mn、Fe均為第四周期過渡元素,兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于表:
元    素MnFe
電離能
/kJ•mol-1
I1717759
I215091561
I332482957
回答下列問題:
(1)Mn元素價(jià)電子層的電子排布式為3d54s2,比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)Mn2+再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Fe2+再失去一個(gè)電子難.對此,你的解釋是由Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn3+時(shí),3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环(wěn)定的3d4狀態(tài)(或Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+時(shí),3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài));
(2)Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道而能與一些分子或離子形成配合物.
①與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)特征是具有孤對電子;
②六氰合亞鐵離子(Fe(CN)64-)中的配體CN-中C原子的雜化軌道類型是sp,寫出一種與CN-互為等電子體的單質(zhì)分子的路易斯結(jié)構(gòu)式:N≡N:;
(3)三氯化鐵常溫下為固體,熔點(diǎn)282℃,沸點(diǎn)315℃,在300℃以上易升華.易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮
等有機(jī)溶劑.據(jù)此判斷三氯化鐵晶體為分子晶體;
(4)金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式,晶胞分別如圖所示.面心立方晶胞和體心立方晶胞中實(shí)際
含有的Fe原子個(gè)數(shù)之比為2:1.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

13.某化學(xué)活動(dòng)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(裝置如圖)驗(yàn)證氯、溴、碘及其化合物的有關(guān)物質(zhì).在硬質(zhì)玻璃管中的A、B、C三處依次放置濕潤的藍(lán)色石蕊試紙、浸有NaBr溶液的棉球、浸有淀粉-KI溶液的棉球(如圖所示),由左端通入足量氯氣,回答下列問題:
(1)觀察到的現(xiàn)象
A:試紙先變紅后褪色;B:棉球變?yōu)槌壬;C:棉球變?yōu)樗{(lán)色.
(2)由上述現(xiàn)象得出的結(jié)論之一是溴能置換出碘,你認(rèn)為正確嗎,為什么?不正確,因?yàn)闆]有反應(yīng)的Cl2通過C時(shí)也可置換出I2,使棉球變色.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

3.對下列物質(zhì):①H2SO4、②CaO、③NaOH、④熔融BaSO4、⑤鹽酸、⑥SO2、⑦氨水、⑧C2H5OH、⑨Cu、⑩氯化鈉溶液按要求分類(填寫序號)
(1)電解質(zhì):①②③④;
(2)非電解質(zhì):⑥⑧;
(3)能導(dǎo)電的:④⑤⑦⑨⑩;
(4)純凈物且水溶液能導(dǎo)電:①②③⑥.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

10.現(xiàn)用CCl4從溶有碘的氯化鈉溶液中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液完成下列填空:
(1)能選用CCl4從碘水中萃取碘的原因是:碘易溶于CCl4,CCl4與水互不相溶,萃取現(xiàn)象溶液分層,上層接近無色,下層呈紫色
(2)已知碘在酒精中的溶解度比在水中的大得多,能不能用酒精來萃取碘水中的碘不能(填“能”或“不能”),其理由是酒精與水互溶.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列對有機(jī)化合物的分類結(jié)果正確的是( 。
A.乙烯、苯、環(huán)己烷都屬于脂肪烴B.苯、環(huán)戊烷、環(huán)己烷同屬于芳香烴
C.乙烯、乙炔同屬于烯烴D.、同屬于環(huán)烷烴

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.下列說法正確的是( 。
A.增大壓強(qiáng),活化分子數(shù)增加,化學(xué)反應(yīng)速率一定增大
B.升高溫度,活化分子百分?jǐn)?shù)增加,化學(xué)反應(yīng)速率一定增大
C.加入反應(yīng)物,使活化分子百分?jǐn)?shù)增加,化學(xué)反應(yīng)速率增大
D.使用催化劑,降低了反應(yīng)的活化能、反應(yīng)速率加快,但是活化分子百分?jǐn)?shù)不變

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