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$=5.6L,
故答案為:O2+4e-+2H2O=4OH-;CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;5.6.
點評 本題考查電解原理,為高頻考點,側(cè)重考查學生分析及計算能力,明確各個電極上發(fā)生的反應是解本題關(guān)鍵,難點是電極反應式的書寫,注意結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫,題目難度中等.
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A. | 該有機物屬于烴類 | |
B. | 與溴水既能發(fā)生取代反應,又能發(fā)生加成反應 | |
C. | 1mol咖啡酸最多可與5mol氫氣發(fā)生加成反應 | |
D. | 能與Na2CO3溶液反應,但不能與NaHCO3溶液反應 |
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A. | 鈉的金屬活動性排在銅前面,所以金屬鈉可以置換出硫酸銅溶液中的銅 | |
B. | 鐵制容器盛放和運輸濃硫酸 | |
C. | 明礬溶于水形成的Al(OH)3膠體能吸附水中懸浮物.可用于水的凈化 | |
D. | 日用鋁制品表面覆蓋著氧化膜,對內(nèi)部金屬起保護作用 |
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A. | c(CH3COO-)>c(Na+) | B. | c(CH3COO-<c(Na+) | ||
C. | c(CH3COO-)=c(Na+) | D. | 無法確定c(CH3COO-)與c(Na+)的關(guān)系 |
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A. | 硫化亞鐵溶于稀硝酸中:FeS+2H+═Fe2++H2S↑ | |
B. | NH4HCO3溶于過量的NaOH溶液中:HCO3-+OH-═CO32-+H2O | |
C. | 用催化法處理汽車尾氣中的CO和NO:CO+NO$\stackrel{催化劑}{→}$C+NO2 | |
D. | 大理石溶于醋酸中:CaCO3+2CH3COOH═Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O |
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化學式 | HF | H2CO3 | HClO |
電離平衡常數(shù)(Ka) | 7.2×10-4 | K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 | 3.0×10-8 |
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