6.如圖用石墨作電極的電解池中,放入500mL含一種溶質(zhì)的某藍色溶液進行電解,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1.6g,請回答下列問題:
(1)A接的是電源的負極,B是該裝置陽極.(填電極名稱)
(2)寫出電解時的電極反應和總反應的化學方程式:
陽極:4OH-=4e-+2H2O+O2↑;陰極:2Cu2++4e-=2Cu;
總反應的化學方程式:2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+4H++O2↑.
(3)電解后溶液的pH為減。僭O電解前后溶液的體積不變)
(4)以CH4、KOH溶液為原料可設計成燃料電池,放電時,
正極的電極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-
負極的電極反應式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O.
若用該燃料電池為電源,以鉑為電極電解足量上述溶液,當電池中消耗標準狀況下2.8L CH4時電解池中可收集到的氣體為5.6L.

分析 用石墨作電極的電解池中,放入500mL含一種溶質(zhì)的某藍色溶液進行電解,說明含有銅離子,觀察到A電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成,則A電極上有Cu生成,則A為陰極、B為陽極,B電極有無色氣體生成,B電極上有氧氣生成,則電解質(zhì)為可溶性的含氧酸銅鹽;當溶液中的原有溶質(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1.6g,則n(Cu)=$\frac{1.6g}{64g/mol}$=0.025mol,
(1)陰極連接電源負極,A為陰極、B為陽極;
(2)陽極上氫氧根離子放電生成氧氣,陰極上銅離子放電生成銅,將陰陽極電極反應式相加即得電池反應式;
(3)電解過程中有氫離子生成,導致溶液呈酸性;
(4)以CH4、KOH溶液為原料可設計成燃料電池,燃料電池中,通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極,該燃料電池中負極上甲烷失電子和KOH反應生成碳酸鉀和水,正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子;
根據(jù)轉(zhuǎn)移電子計算生成氧氣體積.

解答 解:(1)電解液是藍色溶液,A電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成,所以A極是銅離子得電子,所以A極是陰極,A接的是電源的負極,B電極有無色氣體生成,則一定是氫氧根失電子產(chǎn)生的氧氣,所以B是該裝置陽極,和電源的正極相連,
故答案為:負;陽極;
(2)陽極反應:4OH-=4e-+2H2O+O2↑,陰極反應:2Cu2++4e-=2Cu,電解時反應的總離子方程式為:2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+4H++O2↑,
故答案為:4OH-=4e-+2H2O+O2↑;2Cu2++4e-=2Cu;2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+4H++O2↑;
(3)根據(jù)電解方程式2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+4H++O2↑可知反應生成氫離子,則溶液PH減小,故答案為:減;
(4)甲烷燃料電池工作時,正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子,所以正極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-;
負極發(fā)生氧化反應,甲烷失電子被氧化反應,負極電極反應式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,
串聯(lián)電路中存在轉(zhuǎn)移電子守恒,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得生成氧氣體積=$\frac{\frac{2.8L}{22.4L/mol}×8}{4}×22.4L/mol$=5.6L,
故答案為:O2+4e-+2H2O=4OH-;CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;5.6.

點評 本題考查電解原理,為高頻考點,側(cè)重考查學生分析及計算能力,明確各個電極上發(fā)生的反應是解本題關(guān)鍵,難點是電極反應式的書寫,注意結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫,題目難度中等.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

16.回答下列問題:
(1)有一種酸性溶液,含有Na+、SO42-和Cl-,測得三種離子的濃度分別是0.01mol•L-1、0.0035mol•L-1和0.004mol•L-1,該溶液的pH為3.
(2)AlCl3溶液顯酸性,試用離子方程式表示這一原理Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+
(3)液氨的電離類似于水,試寫出液氨的電離方程式2NH3?NH4++NH2-;在液氨中加入NH4Cl,平衡將向逆反應方向移動.
(4)寫出3,5-二甲基-3-庚烯的結(jié)構(gòu)簡式CH3-CH2-(CH3)C=CH-CH(CH3)-CH2-CH3

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

17.已知咖啡酸的結(jié)構(gòu)如圖所示.關(guān)于咖啡酸的描述正確的是(  )
A.該有機物屬于烴類
B.與溴水既能發(fā)生取代反應,又能發(fā)生加成反應
C.1mol咖啡酸最多可與5mol氫氣發(fā)生加成反應
D.能與Na2CO3溶液反應,但不能與NaHCO3溶液反應

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

14.化學在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應用,下列說法不正確的是( 。
A.鈉的金屬活動性排在銅前面,所以金屬鈉可以置換出硫酸銅溶液中的銅
B.鐵制容器盛放和運輸濃硫酸
C.明礬溶于水形成的Al(OH)3膠體能吸附水中懸浮物.可用于水的凈化
D.日用鋁制品表面覆蓋著氧化膜,對內(nèi)部金屬起保護作用

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

1.常溫下,將醋酸和氫氧化鈉溶液混合,所得溶液pH=7,則此溶液中( 。
A.c(CH3COO-)>c(Na+B.c(CH3COO-<c(Na+
C.c(CH3COO-)=c(Na+D.無法確定c(CH3COO-)與c(Na+)的關(guān)系

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

11.氫氣是合成氨的重要原料.
(1)①已知:CH4(g)+H2O(g)═CO (g)+3H2(g)△H=206.2 kJ•mol-1
CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=247.4 kJ•mol-1
以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法.則CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kmol-1
②如果要提高單位時間內(nèi)合成氫氣的產(chǎn)量,下列措施中可行的是ACD
A、增大水蒸氣濃度   B、降低壓強   C、升高溫度   D、使用某種合適的催化劑.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

18.能正確表示下列反應的離子方程式為( 。
A.硫化亞鐵溶于稀硝酸中:FeS+2H+═Fe2++H2S↑
B.NH4HCO3溶于過量的NaOH溶液中:HCO3-+OH-═CO32-+H2O
C.用催化法處理汽車尾氣中的CO和NO:CO+NO$\stackrel{催化劑}{→}$C+NO2
D.大理石溶于醋酸中:CaCO3+2CH3COOH═Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

15.電離平衡常數(shù)(用Ka表示)的大小可以判斷電解質(zhì)的相對強弱.25℃時,有關(guān)物質(zhì)的電離平衡常數(shù)如下表所示:
化學式HFH2CO3HClO
電離平衡常數(shù)(Ka 7.2×10-4K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11
 3.0×10-8
(1)已知25℃時,①HF(aq)+OH-(aq)═F-(aq)+H2O(l)△H=-67.7 kJ/mol,
②H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol,
氫氟酸的電離方程式及熱效應可表示為HF(aq)?H+(aq)+F-(aq)△H=-10.4kJ•mol-1
(2)將濃度為0.1 mol/L HF溶液加水稀釋一倍(假設溫度不變),下列各量增大的是CD.
A.c(H+)               B.c(H+)•c(OH-
C.$\frac{c({H}^{+})}{c({H}^{-})}$               D.$\frac{c(O{H}^{-})}{c({H}^{+})}$
(3)在20 mL 0.1 mol/L氫氟酸中加入V mL 0.1 mol/L NaOH溶液,測得混合溶液的pH變化曲線如圖所示,下列說法正確的是BC.
A.pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中,由水電離出的c(H+)相等
B.①點時pH=6,此時溶液中,c(F-)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②點時,溶液中的c(F-)=c(Na+
D.③點時V=20 mL,此時溶液中c(F-)<c(Na+)=0.1 mol/L
(4)物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol/L的下列四種溶液:①Na2CO3溶液 ②NaHCO3溶液、跱aF溶液④NaClO溶液.依據(jù)數(shù)據(jù)判斷pH由大到小的順序是①>④>②>③.
(5)Na2CO3溶液顯堿性是因為CO${\;}_{3}^{2-}$水解的緣故,請設計簡單的實驗事實證明之在碳酸鈉溶液中滴入酚酞溶液變紅,再加入BaCl2溶液后產(chǎn)生沉淀且紅色褪去或變淺.
(6)長期以來,一直認為氟的含氧酸不存在.1971年美國科學家用氟氣通過細冰末時獲得HFO,其結(jié)構(gòu)式為H-O-F.HFO與水反應得到HF和化合物A,每生成1 mol HF轉(zhuǎn)移1mol電子.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

4.某酸性廢液中含有Fe2+、Cu2+、Ba2+三種金屬離子,有同學設計了如圖方案對廢液進行處理(所加試劑均稍過量),以回收金屬,保護環(huán)境.

請回答:
(1)沉淀a中含有的單質(zhì)是Fe、Cu.
(2)沉淀c的化學式是BaCO3
(3)溶液A與H2O2溶液在酸性條件下反應的離子方程式是2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案