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用惰性電極電解100mL 4mol?L-1的CuSO4溶液,一定時間后在陽極收集到1.12L氣體,向電解后的溶液中加入足量的鐵粉,充分作用后溶液中的Fe2+濃度為(設溶液的體積不變,反應前后均為標準狀況)(  )
A、2.7mol?L-1
B、3mol?L-1
C、4mol?L-1
D、1mol?L-1
考點:電解原理
專題:電化學專題
分析:陽極反應式為:2H2O-4e-=4H++O2↑,陰極反應式為:Cu2++2e-=Cu,
總的反應式為2CuSO4+2H2O
 通電 
.
 
2Cu↓+O2↑+2H2SO4
陽極生成氣體為氧氣,根據n=
V
Vm
計算氧氣的物質的量,進而計算電解后溶液中生成的H2SO4的物質的量,計算電解后溶液中硫酸銅的物質的量,
硫酸與鐵反應生成硫酸亞鐵,反應方程式為2H2SO4+Fe=FeSO4+H2↑,
硫酸銅與鐵反應生成硫酸亞鐵,反應方程式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu,
根據方程式計算溶液中Fe2+的物質的量,再根據c=
n
V
計算反應后Fe2+濃度.
解答: 解:陽極反應式為:2H2O-4e-=4H++O2↑,陰極反應式為:Cu2++2e-=Cu,
陽極生成氣體為氧氣,氧氣的物質的量為
1.12L
22.4L/mol
=0.05mol,則:
總的反應式為:2CuSO4+2H2O
 通電 
.
 
2Cu↓+O2↑+2H2SO4
            2                       1       2
            0.1mol               0.05mol    0.1mol
故電解后溶液中生成的H2SO4的物質的量為0.1mol,
電解后溶液中硫酸銅的物質的量為0.1L×4mol?L-1-0.1mol=0.3mol,
硫酸與鐵反應生成硫酸亞鐵,反應方程式為H2SO4+Fe=FeSO4+H2↑,故0.1molH2SO4生成FeSO4的物質的量為:0.1mol,
硫酸銅與鐵反應生成硫酸亞鐵,反應方程式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故0.3mol硫酸銅生成FeSO4的物質的量為0.3mol,
反應后溶液中Fe2+的物質的量為0.3mol+0.1mol=0.4mol,反應后溶液中Fe2+濃度為
0.4mol
0.1L
=4mol/L,
故選C.
點評:本題考查電解原理、混合物的有關計算等,難度中等,清楚反應的過程是解題的關鍵,本題利用過程法解答,思路清晰,計算稍微麻煩,可以利用守恒思想進行解答.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

某實驗小組欲通過以下實驗來探究Na2CO3和NaHCO3兩種物質的性質.
(1)稱取兩種固體各2g,分別放入兩個小燒杯中,再各滴加10mL蒸餾水,振蕩,測量溫度變化;待固體充分溶解,并恢復至室溫后,向所得溶液中各滴入2滴酚酞試液.
①發現Na2CO3固體完全溶解,而NaHCO3固體有剩余,由此得到結論
 

②同學們在兩燒杯中還觀察到了其它現象.其中,盛放Na2CO3的燒杯中出現的現象是
 
(填字母序號).
A.溶液溫度下降           B.溶液溫度升高
C.滴入酚酞后呈淺紅色      D.滴入酚酞后呈紅色
(2)如圖甲所示分別加熱A、B固體,發現固體A受熱產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁,但一段時間后渾濁又變澄清.請用化學方程式解釋澄清石灰水中發生的現象
 


(3)如圖乙所示,在氣密性良好的裝置I和Ⅱ中分別放入試劑,將氣球內的固體同時倒入試管中.
①兩試管中均產生氣體,
 
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的反應程度更為劇烈.
②反應結束后,氣球均有膨脹,恢復至室溫.下列說法正確的是
 

A.裝置I的氣球體積較大             B.裝置Ⅱ的氣球體積較大
C.生成氣體的體積根據鹽酸計算       D.生成氣體的體積根據固體計算
(4)將兩種固體分別配制成0.5mol?L-1的溶液,探究與0.5mol?L-1 CaCl2溶液反應的情況
實驗方案預測現象預測依據實際結果
實驗1:向2mL Na2CO3溶液中滴加1mL 0.5mol?L-1 CaCl2溶液有白色
沉淀
Na2CO3溶液中的CO32-濃度較大,能與CaCl2發生反應有白色沉淀
實驗2:向2mL NaHCO3溶液中滴加1mL 0.5mol?L-1 CaCl2溶液無白色
沉淀
NaHCO3溶液中的CO32-濃度很小,不能與CaCl2反應有白色沉淀出現,同時有少量氣泡冒出.
請寫出上述實驗過程中發生的反應的離子方程式:
實驗1:
 
;   實驗2:
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

 中和熱是指酸跟堿發生中和反應生成lmol H2O所放出的熱量.某學生想通過測定反應過程中所放出的熱量來計算中和熱.他將50mL0.5mol/L的鹽酸與50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應.請回答下列問題:
(1)從實驗裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是
 
,燒杯間填滿碎塑料泡沫的作用是
 

(2)大燒杯上如不蓋硬紙板,則求得的中和熱數值
 
(填“偏大”、“偏小’、“無影響”)
(3)實驗中改用60mL 0.50mol/L的鹽酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH溶液進行反應,
與上述實驗相比,所放出的熱量
 
(填“相等”或“不相等”),理由是
 
;所求中和熱的數值會
 
(填“相等”或“不相等”),理由是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

由短周期元素組成的單質A、B、C和甲、乙、丙、丁四種化合物有圖示的轉換關系,已知C為密度最小的氣體,甲是電解質.
根據圖示轉化關系回答:
(1)寫出下列物質的化學式:B
 
,乙
 
,丁
 

(2)組成單質A的元素在周期表中的位置是
 

(3)寫出下列方程式:
①A與NaOH溶液反應的化學方程式
 

②乙與過量CO2反應的離子方程式
 

(4)上述反應中共有
 
個氧化還原反應.

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科目:高中化學 來源: 題型:

下表各組物質中,不可以實現x
M
y
M
z(每步只發生一個化學反應)所示轉化的選項是(  )
選項 x y z M
A NaOH Na2CO3 NaHCO3 CO2
B NH3 N2 NO O2
C Al3+ Al(OH)3 AlO2- OH-
D Fe FeCl2 FeCl3 Cl2
A、AB、BC、CD、D

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列評價及離子方程式書寫正確的是:
選項 離子組 評價
A H+、Mg2+、Br-、NO3- 能大量共存于同一溶液中,投入少量鋅粉后,可放出H2
Zn+2H+=2Zn2++H2
B NH4+、CO32-、Cl-、Al3+ 不能大量共存于同一溶液中,因為有沉淀生成
2Al3++3CO32-=Al2(CO33
C C6H5O-、Na+、K+、HSO3- 能大量共存于同一溶液中
D HCO3-、OH-、Na+、K+ 不能大量共存于同一溶液中,因為發生如下反應
HCO3-+OH-=CO32-+H2O
A、AB、BC、CD、D

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科目:高中化學 來源: 題型:

25℃時,下列各溶液中[H+]最小的是(  )
A、C(H+)=1×10-5mol/L
B、pH=8的溶液
C、稀釋1mL 1mol/L NaOH溶液到1L后所得溶液
D、0.11mol/L NaOH溶液跟等體積0.05mol/L H2SO4溶液的混合液

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列關于乙炔制取的說法不正確的是(  )
A、為了加快反應速率可用飽和食鹽水代替水反應
B、此反應是放熱反應
C、為了除去雜質氣體,除了用硫酸銅外還可用氫氧化鈉溶液
D、反應中不需加碎瓷片作沸石

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列實驗無法達到下列目的是(  )
A、用升華法分離碘和NaCl的混合物
B、用結晶法分離KNO3和NaCl的混合物
C、用分液法分離水和汽油的混合物
D、用蒸餾法分離乙醇(沸點為78℃)和乙酸乙酯(沸點為77.5℃)的混合物

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同步練習冊答案
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