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15.如圖所示,若電解5min時銅電極質量增加2.16g,試回答:

(1)電源電極X名稱為負極.
(2)電解池中溶液pH變化(選填“增大”、“減小”、“不變”):A池增大,B池減小,C池不變.
(3)B中陽極的電極反應式為4OH--4e-=O2↑+2H2O;通電5min時,B中共收集224mL氣體(標 況),溶液體積為200mL,則通電前硫酸銅溶液的物質的量濃度為0.0025mol/L.
(4)A中發生反應的離子方程式為2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑;室溫若A中KCl溶液的體積也是200mL,電解后溶液的pH=13.

分析 (1)由銅電極的質量增加,則Cu電極為陰極,可知X為電源的負極;
(2)A中電解氯化鉀,生成NaOH,B中電解硫酸銅溶液生成硫酸,根據C中電極反應判斷;
(3)B中陽極反應為4OH--4e-═2H2O+O2↑,根據電極反應及電子守恒來計算;
(4)A中發生2KCl+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KOH+H2↑+Cl2↑,根據A中的電極反應及與C中轉移的電子守恒來計算.

解答 解:(1)由銅電極的質量增加,發生Ag++e-═Ag,則Cu電極為陰極,Ag為陽極,Y為正極,可知X為電源的負極,故答案為:負極;
(2)A中電解氯化鉀,生成KOH,所以pH增大,B中電解硫酸銅溶液生成硫酸,溶液中氫離子濃度增大,pH減小,C中陰極反應為Ag++e-═Ag,陽極反應為Ag-e-═Ag+,溶液濃度不變,則pH不變,
故答案為:增大;減小;不變;
(3)C中陰極反應為Ag++e-═Ag,n(Ag)=$\frac{2.16g}{108g/mol}$=0.02mol,則轉移的電子為0.02mol,
B中陽極反應為4OH--4e-═2H2O+O2↑,則轉移0.02mol電子生成氧氣為0.005mol,其體積為0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL,
則在陰極也生成112mL氣體,由2H++2e-═H2↑,則氫氣的物質的量為0.005mol,該反應轉移的電子為0.01mol,
則Cu2++2e-═Cu中轉移0.01mol電子,所以Cu2+的物質的量為0.005mol,通電前c(CuSO4)=$\frac{0.005mol}{0.2L}$=0.025 mol•L-1
故答案為:4OH--4e-=O2↑+2H2O;0.025;
(4)由A中發生2KCl+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KOH+H2↑+Cl2↑~2e-,離子方程式為:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑,
由電子守恒可知,轉移0.02mol電子時生成0.02molKOH,忽略溶液體積的變化,
則c(OH-)=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol•L-1,溶液pH=13,
故答案為:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑;13.

點評 本題考查電解原理,明確Cu電極的質量增加是解答本題的突破口,并明確發生的電極反應及電子守恒即可解答,注意計算時電子守恒的應用,題目難度中等.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

5.甲醇是一種重要的化工原料,在生產中有著重要的應用,工業上用甲烷氧化法合成甲醇的反應有:
(Ⅰ)CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H1=+247.3kJ•mol-1
(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2=-90.1J•mol-1
(Ⅲ)2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)△H3=-566.0kJ•mol-1

(1)用CH4和O2直接制備甲醇蒸氣的熱化學方程式為2CH4(g)+O2(g)?2CH3OH(g)△H=-251.6kJ•mol-1
(2)某溫度下,向4L橫溶密閉容器中通入6molCO2和6molCH4,發生反應(i),平衡體系中各組分的體積分數均為$\frac{1}{4}$,則此溫度下該反應的平衡常數K=1
(3)工業上鄂通過甲醇羥基化法制取甲酸甲酯,其反應的熱化學方程式為:
CH3OH(g)+CO(g)?HCOOCO(個)△H=-29.1J•mol-1
科研人員對該反應進行了研究,部分研究結果如下:如圖1所示
①從反應壓強對甲醇轉化率的影響“效率”看,工業制取甲酸甲酯應選擇的壓強是4.0×106Pa(填“3.5×106Pa”“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)
②實際工業生產中采用的溫度是80℃,期理由是高于80℃時,溫度對反應速率影響較小,且反應放熱,升高溫度時平衡逆向移動,轉化率降低
(4)直接甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于其結構簡單、能量轉化率高、對環境無污染,可作為常規能源的替代品而越來越受到關注,DMFC的工作原理如圖2所示:
①通入a氣體的電解是電池的負(填“正”或“負”)極
②常溫下,用此電池乙惰性電極電解0.5L飽和食鹽水(足量),若兩極共生產氣體1.12L(已折算為標準狀況下的體積),則電解后溶液的pH為13(忽略溶液的體積變化)

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6.X、Y、Z、W四種化合物均由短周期元素組成,其中X含有四種元素,X、Y、Z的焰色反應均為黃色,W為無色無味氣體.這四種化合物具有下列轉化關系(部分反應物、產物及反應條件已略去).

請回答:
(1)W的電子式是
(2)X與Y在溶液中反應的離子方程式是HCO3-+OH-═CO32-+H2O.
(3)X含有的四種元素之間(二種、三種或四種)可組成多種化合物,選用其中某些化合物,利用如圖2裝置(夾持固定裝置已略去)進行實驗,裝置Ⅲ中產生白色沉淀,裝置Ⅴ中可收集到一種無色氣體.
①裝置Ⅰ中反應的化學方程式是Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O或2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+2H2O,
裝置Ⅱ中物質的化學式是Na2O2
②用X含有的四種元素中的兩種組成的某化合物,在催化劑存在下制備并收集純凈干燥的裝置Ⅴ中氣體,該化合物的化學式是H2O2,所需儀器裝置是I、IV、V(從圖中選擇必要裝置,填寫編號).
(4)向Z溶液中通入氯氣,可制得某種生產和生活中常用的漂白、消毒的物質,同時有X生成,該反應的化學方程式是2Na2CO3+C12+H2O=NaClO+NaCl+2NaHCO3

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3.在化學學習與研究中類推的思維方法有時會產生錯誤的結論,因此類推的結論最終要經過實踐的檢驗才能確定其正確與否.下列幾種類推結論中正確的是(  )
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B.弱堿性條件下,甲酸乙酯能與氫氧化銅反應,乙酸乙酯也能與氫氧化銅反應
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D.CO2與SiO2均為酸性氧化物,CO2能與NaOH溶液反應,SiO2也能與NaOH溶液反應

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10.汽車尾氣無害化處理的反應為:2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g).已知298K、101kPa下,該反應△H=-113.0kJ/mol,△S=-143.5J/mol•K,通過計算判斷該反應的能否自發發生?

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20.工業上用甲苯生產對羥基苯甲酸乙酯,生產過程如圖:

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7.對于反應中的能量變化,表述正確的是(  )
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5.草木灰中富含鉀鹽,主要成分是碳酸鉀,還可能含有少量硫酸鉀、氯化鉀.現從草木灰中提取鉀鹽,并用實驗檢驗其中的 CO32-、SO42-和 Cl-
(1)說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的:
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(2)將制得的少量晶體放入試管,加入蒸餾水溶解并把溶液分成三份,分裝在3支試管.
①在第一支試管里加入稀鹽酸,可觀察到的現象為生成了使澄清石灰水變渾濁的氣體,證明溶液中有CO32-存在.
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