Question

【題目】按如圖所示裝置進行下列不同的操作，請回答有關(guān)問題：操作：①只接通K1；②只接通K2；③只接通K3；④都斷開。

（1）鐵棒的腐蝕速率由大到小的順序是____(填操作序號)。

（2）原料粗鹽中常含有泥沙和Ca2+、SO42-等雜質(zhì)，必須精制后才能供電解使用。精制時，粗鹽溶于水過濾后，還要加入的試劑分別為①Na2CO3、②HCl（鹽酸）③BaCl2，這3種試劑添加的合理順序是_____（填序號）。

（3）若把U形管中的NaCl溶液換成100mL0.1mol/L的CuSO4溶液，且只進行操作②，則當電路中通過0.01mol電子時：(填“鐵”或“石墨”)____電極增重_____g，此時溶液的pH=_____(忽略溶液體積變化)。

（4）若把U形管中的NaCl溶液換成加入了2molAgNO3、1molNa2SO4和1molBaCl2后的溶液，且只進行操作②，則裝置中可觀察到的現(xiàn)象為：____。通電一段時間后，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為_____。

Answer 1

【答案】①＞③＞④＞② ③①② 鐵 0.32 1 兩個電極上都產(chǎn)生氣泡，U型管左右兩邊液面下降，產(chǎn)生的氣體體積比約為2：1，漏斗中液面上升（或兩個電極上都產(chǎn)生氣泡，U型管左右兩邊液面下降，漏斗中液面上升） 8：1

【解析】

(1)鐵腐蝕的速度由大到小的順序是：作電解池陽極＞原電池負極＞不形成電池＞電解池陰極；

(2)抓住除鋇離子要放在除碳酸根離子前即可得到順序關(guān)系；

(3)若把 U 形管中的 NaCl 溶液換成100mL0.1 mol/L 的 CuSO4溶液，且只進行操作②，得到電解池，Fe作陰極，氫離子得電子的還原反應，石墨碳棒作陽極，氫氧根離子失電子的氧化反應4OH--4e-=O2↑+2H2O，據(jù)電子守恒進行計算即可；

(4)把 U 形管中的 NaCl 溶液換成加入了2mol AgNO3、1mol Na2SO4 和 1mol BaCl2后的溶液，硫酸根離子和鋇離子、氯離子和銀離子之間反應得到沉淀，實際得到硝酸鈉溶液，只進行操作②，相當于電解硝酸鈉，實質(zhì)是電解水，據(jù)電子守恒進行計算即可。

(1)只接通K1時，該裝置是電解池，鐵作陽極，腐蝕最快，只閉合K3時，該裝置構(gòu)成原電池，鐵作負極發(fā)生吸氧腐蝕，腐蝕較快，只閉合K2時，該裝置構(gòu)成電解池，鐵作陰極而被保護，所以鐵腐蝕的速度由大到小的順序是：只接通K1＞只閉合K3＞都斷開＞只閉合K2，即鐵棒的腐蝕速率由大到小的順序是①＞③＞④＞②；

(2)應先加入過量BaCl2，除去SO42-，然后加過量Na2CO3，可除去Ca2+、Mg2+、Fe3+等，過濾后加入鹽酸可除去Na2CO3，故試劑添加的合理順序是③①②；

(3)若把U形管中的NaCl溶液換成100mL0.1mol/L的CuSO4溶液，且只進行操作②，得到電解池，Fe作陰極，銅離子得電子的還原反應Cu2++2e-=Cu，則當電路中通過0.01mol電子時，產(chǎn)生金屬銅質(zhì)量0.005mol×64g/mol=0.32g，石墨碳棒作陽極，氫氧根離子失電子的氧化反應4OH--4e-=O2↑+2H2O，則當電路中通過0.01mol電子時，消耗氫氧根離子是0.01mol，溶液氫離子是0.01mol，氫離子濃度為=0.1mol/L，pH=1；

(4)把U形管中的NaCl溶液換成加入了2molAgNO3、1molNa2SO4和1molBaCl2后的溶液，硫酸根離子和鋇離子、氯離子和銀離子之間反應得到沉淀，實際得到硝酸鈉溶液，只進行操作②，相當于電解硝酸鈉，實質(zhì)是電解水，金屬鐵是陰極，氫離子得到電子產(chǎn)生氫氣(還原產(chǎn)物)，石墨電極是陽極，氫氧根失電子產(chǎn)生氧氣(氧化產(chǎn)物)，陰陽兩極產(chǎn)生的氣體體積比約為2:1，通電一段時間后，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為8:1。