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用惰性电极电解200ml一定浓度的硫酸铜溶液实验装置如图1所示

发布时间:2022-09-12 04:46:14

『壹』 常温下用惰性电极电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如

(1)电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极发生Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑,结合图可知,Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系,Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系①由图可知,产生氯气为224mL,则由2Cl--2e-=Cl2↑可知,n(NaCl)=

0.224L
22.4L/mol
×2=0.02mol,所以c(NaCl)=
0.02mol
0.2L
=0.1mol/L,
由t2时生成氧气为112mL,n(O2)=
0.112L
22.4L/mol
=0.005mol,则共转移电子为0.02mol+0.005mol×4=0.04mol,
根据电子守恒及Cu2++2e-=Cu可知,n(CuSO4)=
0.04mol
2
=0.02mol,所以c(CuSO4)=
0.02mol
0.2L
=0.1mol/L,
故答案为:0.1;0.1;
②由t2时4OH--4e-=O2↑+2H2O~4H+,n(H+)=0.005mol×4=0.02mol,则溶液的c(H+)=
0.02mol
0.2L
=0.1mol/L,pH=1,
故答案为:1;
(2)根据题意,在阴极放电的离子有Cu2+、H+,在阳极放电的离子有Cl-、OH-,经过一段时间后两极分别得到224mL气体,设c(Cl-)=x,c(Cu2+)=y.
阴极反应:Cu2++2e-=Cu
0.2y0.4y
2H++2e-=H2
0.02mol
0.224L
22.4L/mol
=0.01mol
阳极反应:
2Cl--2e-=Cl2
0.2x 0.2x0.1x
4OH--4e-=2H2O+O2
0.04mol-0.2x
0.224L
22.4L/mol
mol-0.1x=0.01-0.1x
因为阳极生成的气体不可能全为O2
所以0<0.01-0.1x<0.01,0<x<0.1,
又根据阴阳两极通过电子数相等得:0.4y+0.02=0.2x+0.08-0.4x,即x=0.3-2y,即0<y<0.05mol/L.
故答案为:0<c(Cl-)<0.1mol/L;0<c(Cu2+)<0.05mol/L.

『贰』 用惰性电极电解200mLCuSO4溶液.通电一段时间后,测定两极均产生224mL气体(已换算至标准状况下,且忽略

电解硫酸铜溶液,阳极上发生反应4OH--4e-═2H2O+O2↑,产生224mL即0.01mol气体,转移电子的物质的量是0.04mol,阴极上发生反应:Cu2++2e-═Cu,2H++2e-═H2↑,产生224mL即0.01mol气体,转移电子是0.02mol,所以反应:Cu2++2e-═Cu转移电子是0.02mol,铜离子的物质的量0.01mol,原溶液中溶质的物质的量浓度c=

n
V
=
0.01mol
0.2L
=0.05mol?L-1,根据反应式:2CuSO4+2H20
通电
.

『叁』 如图为细菌冶铜和火法冶铜的主要流程. (1)①写出用惰性电极电解硫酸铜溶液的化学方程式:______(电

(1)①用惰性电极电解硫酸铜溶液,电解过程中,始终无氢气产生,则阴极发生Cu 2+ +2e - ═Cu,阳极氢氧根离子放电,4OH - -4e - ═H 2 O+O 2 ↑,总反应为:2CuSO 4 +2H 2 O
电解
.
2Cu↓+O 2 ↑+2H 2 SO 4
故答案为:2CuSO 4 +2H 2 O
电解
.
2Cu↓+O 2 ↑+2H 2 SO 4
②用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,向所得溶液中加入0.1molCu(OH) 2 后恰好恢复到电解前的浓度,说明原来电解是开始电解硫酸铜溶液2CuSO 4 +2H 2 O
电解
.
2Cu↓+O 2 ↑+2H 2 SO 4 ,随后电解水2H 2 O
电解
.
2H 2 ↑+O 2 ↑,根据加入0.1molCu(OH) 2 后恢复到电解前的浓度,Cu(OH) 2 +H 2 SO 4 =CuSO 4 +2H 2 O根据原子守恒,将Cu(OH) 2 化学式改变为CuO?H 2 O,所以加入0.1molCu(OH) 2 就相当于加入0.1molCuO和0.1mol水,溶液中增加0.1mol氧化铜、0.1mol水,说明电解的硫酸铜为0.1mol,电解的水0.1mol,所以电解过程中转移电子为:反应Cu 2+ +2e - =Cu,转移0.2mol电子,电解0.1mol水,2H 2 O
电解
.
2H 2 ↑+O 2 ↑,转移电子物质的量为0.2mol,所以共转移电子0.4mol,
故答案为:0.4mol;
(2)湿法炼铜需在溶液中进行,相比湿法炼铜,细菌冶铜,在常温下用生物冶铜,节约能源、环保、设备简单、操作方便;工艺条件易控制、投资少、成本低,适宜处理炉渣,
故答案为:节约能源、环保、设备简单、操作方便;工艺条件易控制、投资少、成本低;适宜处理炉渣;
(3)用惰性电极电解氯化铜溶液,第一阶段:阳极发生氧化反应:2Cl - -2e - =Cl 2 ↑,阴极发生还原反应:Cu 2+ +2e - =Cu,第二阶段:2H 2 O
电解
.
2H 2 ↑+O 2 ↑;电解硫酸铜溶液时第一阶段:2CuSO 4 +2H 2 O
电解
.
2Cu↓+O 2 ↑+2H 2 SO 4 ,第二阶段:2H 2 O
电解
.
2H 2 ↑+O 2 ↑,
①用惰性电极电解氯化铜溶液,电解过程中阳离子向阴极移动,所以阴极:第一阶段:Cu 2+ +2e - =Cu,第二阶段:2H + +2e - =H 2 ↑,阴极不可能生成氯气,所以阴极附近会出现棕褐色溶液,并不是氯气反应的结果,
故答案为:不正确;阴极还会产生氢气;
②根据题干信息,混合价态的物质的颜色比单一价态的物质的颜色深,铜有Cu 2+ 、Cu + 的离子,所以棕褐色溶液中可能含有的离子是Cu 2+ 、Cu + ,溶液中还可能存在阴离子Cl -
故答案为:Cu 2+ 、Cu + 、Cl -
③为了验证溶液中是否存在Cu 2+ 、Cu + ,可通过对照试验进行验证,取少量氯化亚铜,固体于试管中,加入浓盐酸使其溶解,再加入氯化铜溶液,观察现象,
故答案为:氯化亚铜;浓盐酸;氯化铜;
④100mL 0.5mol?L -1 CuCl 2 溶液中含0.05molCuCl 2 ,Cu 2+ +2e - =Cu,生成0.64g铜转移0.02mol电子,电解结朿时电路中一共转移了0.03mol电子,根据题干信息,混合价态的物质的颜色比单一价态的物质的颜色深,所以还有0.01mol电子为+2价铜离子得电子生成+1价的铜离子,Cu 2+ +e - =Cu + ,则形成的低价阳离子的物质的量为0.01mol,
故答案为:0.01;

『肆』 1、 常温下用惰性电极电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混 合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关

电解NaCl与CuSO4混 合溶液,在阳极析出的是Cl2,阴极先析出Cu,而后析出H2,看图可以看出Ⅰ是阳极生成的气体,Ⅱ是阴极生成的气体。
当t3时两极生成的气体体积相等,在t2时开始析出氢气,说明Cu以完全生成,此时转移的电子根据生成的336mLCl2求,n(e-)=336÷22400×2=0.03mol,所以反应的Cu2+为0.03÷2=0.015mol,所以硫酸铜的物质的量浓度是:0.015÷0.2=0.075mol/L。
氯化钠的物质的量浓度是672÷22400×2÷0.2=0.3mol/L
t2时溶液的成分是硫酸钠和氯化钠混合溶液,所以溶液的pH为7
根据方程式:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
2mol 2mol
0.06mol 0.06mol
2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4
2mol 2mol
0.015mol 0.015mol
所以消耗水的质量是:(0.06+0.015)×18=1.35g

『伍』 高二化学 惰性电极电解硫酸铜的问题

根据粒子的放电顺序:Cu>H>惰性金属>OH->含氧酸根,可知在阴极Cu得到电子,而不是H;而在阳极OH-失电子变成氧气,而不是SO42-失电子。

『陆』 硫酸铜在工农业生产和生活中都有重要的应用。请回答下列问题:(1)铜与浓硫酸共热是制备硫酸铜的方法之

(1)Cu+2H 2 SO 4 (浓) 2CuSO 4 +2H 2 O
(2)Cu+H 2 O 2 +2H =Cu 2 +2H 2 O
(3)3?2
(4)先有红色固体析出,后有无色气泡产生4OH -4e =2H 2 O+O 2
点拨:本题考查铜及其化合物的性质、电解规律等,意在考查考生对常见物质性质的掌握情况及运用有关原理解决实际问题的能力。

『柒』 用惰性电极电解200ml一定浓度的硫酸铜溶液

就是200ml啊。放出O2体积基本不变。

『捌』 用惰性电极电解某浓度的200mlCuSO4,在两极均收集到336ml(S.T.P)气体时停止(溶液体积不变

电解中化合价升降总数相等。阳极只有氧气放出。物质的量为0.015 化合价升高0.06
阴极先析出铜 在放出氢气 氢气物质的量0.015 化合价降低 0.03 所以铜的化合价共降低0.03 即铜的物质的量也为0.015 所以是答案错了

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