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4. 某中學課外興趣小組用惰性電極電解飽和食鹽水(含少量Ca2+、Mg2+)作系列探究,裝置如圖所示:(1)電解
依據裝置圖分析可知,電解飽和食鹽水產生的氣體為氫氣和氯氣,氯氣具有強氧化性,而氫氣在加熱條件下具有較強還原性,根據裝置圖可知a、b分別陰極和陽極,a極產生的氫氣將氧化銀還原為單質銀,電極附近水的電離平衡被破壞,氫離子放電減少,氫氧根在內的增大,結合溶液中的鎂離子生成氫氧化鎂沉澱;而b極產生的氯氣可氧化硫化鈉.過量的氯氣通入含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色的原因可能為H+中和了OH-,也可能是氯氣與水反應生成的次氯酸的強氧化性所致;
(1)電解時,甲同學發現電極a附近溶液出現渾濁,依據判斷可知,a電極為電解池的陰極,溶液中氫離子放電生成氫氣,破壞了電極附近水的電離平衡,氫氧根離子濃度增大,結合溶液中鎂離子生成氫氧化鎂沉澱,溶液變渾濁,反應的離子方程式為:2H++2e-═H2↑,Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓;
故答案為:2H++2e-═H2↑,Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓;
(2)B裝置中的b電極為電解池陽極,溶液中氯離子失電子發生氧化反應生成氯氣,氯氣通過硫化鈉溶液把硫離子氧化為硫單質,溶液變渾濁出現淡黃色沉澱,反應的離子方程式為:Cl2+S2-═2Cl-+S↓;
故答案為:有淡黃色沉澱;Cl2+S2-═2Cl-+S↓;
(3)電解飽和食鹽水產生的氣體為氫氣和氯氣,氯氣具有強氧化性,而氫氣在加熱條件下具有較強還原性,根據裝置圖可知a、b分別陰極和陽極,a極產生的氫氣將氧化銀還原為單質銀,將A中的物質冷卻後加入到H2S溶液中發現有氣泡出現,但加入到稀鹽酸中卻沒有任何現象,說明固體中無氧化銀,銀單質和鹽酸不反應,和氫硫酸反應生成沉澱只能是硫化銀沉澱,表明Ag2S的溶解度比AgCl小很多,反應的化學方程式為:2Ag+H2S═Ag2S+H2;
故答案為:Ag與H2S的反應式為2Ag+H2S═Ag2S+H2,表明Ag2S的溶解度比AgCl小很多;
(4)過量的氯氣通入含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色的原因可能為H+中和了OH-,也可能是氯氣與水反應生成的次氯酸的強氧化性所致.題干中假設一是氯氣和水反應生成的次氯酸的氧化性主要作用,假設二是氫氧根離子被氫離子中和反應造成了溶液褪色,
故答案為:可能是H+中和了OH-造成褪色;
(5)過量的氯氣通入含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色的原因可能為H+中和了OH-,也可能是氯氣與水反應生成的次氯酸的強氧化性所致,證明假設是否正確,可以取用褪色的溶液與試管中,再滴入酚酞試液,若變紅色證明假設一正確,
故答案為:取少量D中褪色後的溶液於試管中,滴加1~2滴酚酞溶液,如果又顯紅色,則假設一正確.
5. 用惰性電極按如圖中裝置完成實驗,其中A、B兩燒杯分別盛放200g 10% NaOH溶液和足量CuSO4溶液.通電一段時
(1)依據通電一段時間後,c極上有Cu析出,說明C電極為陰極,d電極為陽極,a電極陰極,b為陽極,則P為負極,Q為正極;
故答案為:負;
(2)依據電解前後氫氧化鈉溶液質量分數變化過程是因為電解水的原因,m(NaOH)=200g×10%=20g,電解後溶液的質量=
=195.5g,所以被電解的水的質量=200g-195.5g=4.5g,物質的量為0.25mol,由此可知b電極生成氧氣0.125mol,標准狀況下體積=0.125mol×22.4L/mol=2.8L;
故答案為:2.8;
(3)b電極為陽極,溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣,電極反應為4OH
--4e
-═2H
2O+O
2↑,依據(2)計算得到氧氣為0.125mol,電子轉移為0.125mol×4=0.5mol;C電極析出的是銅,由電極反應Cu
2++2e
-═Cu,計算得到生成銅物質的量為0.25mol,質量=0.25mol×64g/mol=16g;
故答案為:16;
(4)d電極是陽極,溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣,電極反應為:4OH
--4e
-═2H
2O+O
2↑;
故答案為:4OH
--4e
-═2H
2O+O
2↑;
6. (1)用惰性電極電解CuSO4溶液(如圖的裝置),該過程中電解池電極反應式為是陽極:______,陰極:______
(1)用惰性電極電解硫酸銅溶液時,陽極上氫氧根離子放電,電極反應式為:4OH-=O2↑+2H2O+4e-;陰極上銅離子放電,電極反應式為:2Cu2++4e-=2Cu,
故答案為:4OH-=O2↑+2H2O+4e-;2Cu2++4e-=2Cu;
(2)陰極增重3.2g,應為銅的質量,n=
=0.05 mol,
轉移的電子為0.05mol×2=0.1mol,根據兩電極轉移的電子數目相等,則陽極轉移的電子也為0.1mol,在陽極上生成氧氣的物質的量為
=0.025mol,放出氣體在標准狀況下的體積為0.025mol×22.4L/mol=0.56L;
故答案為:0.56L;
(3)從溶液中析出的物質是氧氣和銅,因為稀硫酸和氧氣和銅都不反應,但和氧化銅反應,氧氣和銅反應生成氧化銅,所以向溶液中加入氧化銅即可,
故答案為:C.
7. 用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,實驗裝置如圖甲.電解過程中的實驗數據如圖乙,橫坐標表示電解過程中
由圖可知,電流由正極流向負極,則b為陽極,a為陰極,惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,發生2CuSO4+2H2O
電解 | .
8. 用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,實驗裝置如圖①.電解過程中的實驗數據如圖②,橫坐標表示電解過程中
由圖可知,電流由正極流向負極,則b為陽極,a為陰極,惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,發生2CuSO 4 +2H 2 O 2Cu+O 2 ↑+2H 2 SO 4 ,結合圖2可知,通過0.2mol電子時電解硫酸銅,然後電解硫酸溶液,發生2H 2 O 2H 2 ↑+O 2 ↑, A.b為陽極,溶液中的氫氧根離子放電,則不會有紅色物質析出,故A錯誤; B.a為陰極,先發生Cu 2+ +2e - =Cu,後發生2H + +2e - =H 2 ↑,故B錯誤; C.到Q點時收集到的混合氣體為氫氣和氧氣,由電解水反應可知0.2mol電子通過時生成0.1molH 2 、0.05molO 2 ,則混合氣體的平均摩爾質量為 0.1mol×2g/mol+0.05mol×32g/mol | 0.1mol+0.05mol | =12g?mol -1 ,故C正確; D.由上述分析可知,曲線0~P段表示O 2 的體積變化,曲線P~Q段表示H 2 和O 2 混合氣體的體積變化,故D錯誤; 故選C. |
9. 用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,實驗裝置如圖1所示.電解過程中的實驗數據如圖2所示,橫坐標表示電解
由圖可知,電流由電源正極流向負極,則b為陽極,a為陰極,惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,發生2CuSO4+2H2O |
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