某課外活動(dòng)小組同學(xué)用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),一段時(shí)間后在C電極表面有銅析出,試回答下列問題。
(1)A為電源的 極;
(2)E的電極反應(yīng)式為: ;
(3)在常溫下,現(xiàn)用丙裝置給鐵鍍銅,當(dāng)丙中鐵表面析出銅的3.2g時(shí),乙中溶液的PH值為 (假設(shè)溶液體積為1L);
(4)在電解一段時(shí)間后在甲中加入適量 可以使溶液恢復(fù)到原來的濃度。
(5)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池,其正極電極反應(yīng)式為______________。
(8分)(1)負(fù)極(1分) (2)2H++2e-=H2↑(2分) (3)13 (2分)
(4)CuO或CuCO3[若考慮到水開始電解Cu(OH)2也可以](1分)(5)4H++O2+4e-=2H2O(2分)
解析試題分析:(1)一段時(shí)間后在C電極表面有銅析出,這說明C電極是陰極,溶液中的銅離子放電而析出銅。所以A電極是電源的負(fù)極。
(2)E電極和電源的負(fù)極相連,做陰極,則溶液中的氫離子放電,電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑。
(3)3.2g銅的物質(zhì)的量=3.2g÷64g/mol=0.05mol,轉(zhuǎn)移0.05mol×2=0.1mol電子。根據(jù)得失電子守恒可知,乙池中也轉(zhuǎn)移0.1mol電子。所以根據(jù)方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知,每產(chǎn)生1mol氫氧化鈉反應(yīng)中就轉(zhuǎn)移1mol電子,因此反應(yīng)中生成的氫氧化鈉是0.1mol,其濃度是0.1mol/L,所以溶液中氫離子濃度是10-13mol/L,則pH=13。
(4)惰性電極電解;硫酸銅溶液的生成物是氧氣、稀硫酸和銅,即減少的是氧原子和銅原子,所以要使溶液恢復(fù)到原來的濃度應(yīng)該向甲中加入適量CuO或CuCO3。
(5)原電池中負(fù)極失去電子,正極得到電子。根據(jù)反應(yīng)式2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可知,氧氣得到電子,因此氧氣在正極得到電子。由于溶液顯酸性,則正極電極反應(yīng)式為4H++O2+4e-=2H2O。
考點(diǎn):考查電化學(xué)原理的有關(guān)判斷、應(yīng)用與計(jì)算
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
如圖所示三套實(shí)驗(yàn)裝置,分別回答下列問題。
(1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)。一段時(shí)間后,向插入鐵釘?shù)牟A矁?nèi)滴入NaOH溶液,即可觀察到鐵釘附近的溶液有沉淀,表明鐵被________(填“氧化”或“還原”); 向插入石墨棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞溶液,可觀察到石墨棒附近的溶液變紅,該電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。
(2)裝置2中的石墨是________極(填“正”或“負(fù)”),該裝置發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。
(3)裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 mol·L-1的NaCl溶液,乙燒杯盛放100 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液。反應(yīng)一段時(shí)間后,停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞,觀察到石墨電極附近首先變紅。
①電源的M端為________極;甲燒杯中鐵電極的電極反應(yīng)式為_________________。
②乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。
③停止電解,取出Cu電極,洗滌、干燥、稱量,電極增重0.64 g,甲燒杯中產(chǎn)生的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________mL。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
新型鋰離子電池材料Li2MSiO4(M為Fe,Co,Mn,Cu等)是一種發(fā)展?jié)摿艽蟮碾姵仉姌O材料。工業(yè)制備Li2MSiO4有兩種方法。
方法一:固相法,2Li2SiO3+FeSO4Li2FeSiO4+Li2SO4+SiO2。
方法二:溶膠-凝膠法,CH3COOLi、Fe(NO3)3、Si(OC2H5)4等試劑膠體干凝膠Li2FeSiO4。
(1)固相法中制備Li2FeSiO4過程采用惰性氣體氣氛,其原因是____________________________________________________。
(2)溶膠凝膠法中,檢查溶液中有膠體生成的方法是________;生產(chǎn)中,生成1 mol Li2FeSiO4整個(gè)過程轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol。
(3)以Li2FeSiO4和嵌有Li的石墨為電極材料,含鋰的導(dǎo)電固體作電解質(zhì),構(gòu)成電池的總反應(yīng)式為Li+LiFeSiO4Li2FeSiO4,則該電池的負(fù)極是________;充電時(shí),陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為________。
(4)使用(3)組裝的電池必須先________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
下圖是一個(gè)化學(xué)過程的示意圖,回答下列問題:
(1)甲池是 裝置,電極A的名稱是 。
(2)甲裝置中通入CH4的電極反應(yīng)式為 ,乙裝置中B(Ag)的電極反應(yīng)式為 ,丙裝置中D極的產(chǎn)物是 (寫化學(xué)式),
(3)一段時(shí)間,當(dāng)丙池中產(chǎn)生112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí),均勻攪拌丙池,所得溶液在25℃ 時(shí)的pH =__________。(已知:NaCl溶液足量,電解后溶液體積為500 mL)。
若要使丙池恢復(fù)電解前的狀態(tài),應(yīng)向丙池中通入 (寫化學(xué)式)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
蓄電池是一種可以反復(fù)充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是:NiO2 + Fe + 2H2OFe(OH)2 + Ni(OH)2。
(1)若此蓄電池放電時(shí),該電池某一電極發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是 (填序號(hào))。
A.NiO2 | B.Fe | C.Fe(OH)2 | D.Ni(OH)2 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并回答下列問題
(1)判斷裝置的名稱:A池為
(2)鋅電極反應(yīng)式為__________________
石墨棒C1為______極,電極反應(yīng)式為__________
石墨棒C2附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為______________
(3)當(dāng)C2極析出2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))時(shí),鋅的質(zhì)量減少了__g.CuSO4溶液的質(zhì)量增加了______g
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì),它們在水中電離出的離子為Na+、Ag+、NO3-、SO42-、Cl-,在如圖所示裝置中,甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放足量的A、B、C三種溶液,電極均為石墨電極。接通電源,經(jīng)過一段時(shí)間后,測得乙燒杯中c電極質(zhì)量增加了10.8克。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。據(jù)此回答下列問題:
(1)M為電源的 極(填寫“正”或“負(fù)”),甲、乙兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)分別為 、 (填寫化學(xué)式)。
(2)計(jì)算電極f上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為 L。
(3)寫出乙燒杯中的電解反應(yīng)方程式: 。
(4)若電解后甲溶液的體積為10L,則該溶液的pH為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
鋼鐵很容易生銹而被腐蝕,每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。
(1)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率,可以采用圖甲所示的方案,其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用________(填字母)。
A.銅 | B.鈉 |
C.鋅 | D.石墨 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
以黃銅礦精礦為原料,制取硫酸銅及金屬銅的工藝如下所示:
Ⅰ.將黃銅礦精礦(主要成分為CuFeS2,含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎
Ⅱ.采用如下裝置進(jìn)行電化學(xué)浸出實(shí)驗(yàn)
將精選黃銅礦粉加入電解槽陽極區(qū),恒速攪拌,使礦粉溶解。在陰極區(qū)通入氧氣,并加入少量催化劑。
Ⅲ.一段時(shí)間后,抽取陰極區(qū)溶液,向其中加入有機(jī)萃取劑(RH)發(fā)生反應(yīng):
2RH(有機(jī)相)+ Cu2+(水相)R2Cu(有機(jī)相)+ 2H+(水相)
分離出有機(jī)相,向其中加入一定濃度的硫酸,使Cu2+得以再生。
Ⅳ.電解硫酸銅溶液制得金屬銅。
(1)黃銅礦粉加入陽極區(qū)與硫酸及硫酸鐵主要發(fā)生以下反應(yīng):
CuFeS2 + 4H+ = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S 2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H+
① 陽極區(qū)硫酸鐵的主要作用是 。
② 電解過程中,陽極區(qū)Fe3+的濃度基本保持不變,原因是 。
(2)陰極區(qū),電極上開始時(shí)有大量氣泡產(chǎn)生,后有固體析出,一段時(shí)間后固體溶解。寫出上述現(xiàn)象對應(yīng)的反應(yīng)式 。
(3)若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟Ⅲ,分離有機(jī)相和水相的主要實(shí)驗(yàn)儀器是 ;加入有機(jī)萃取劑的目的是 。
(4)步驟Ⅲ,向有機(jī)相中加入一定濃度的硫酸,Cu2+得以再生的原理是 。
(5)步驟Ⅳ,若電解200mL0.5 mol/L的CuSO4溶液,生成銅3.2 g,此時(shí)溶液中離子濃度由大到小的順序是 。
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