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【答案--电化学有关的计算】电化学答案(大全)

【答案--电化学有关的计算】电化学答案电化学的计算1、能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。(1)在25℃、101 kPa时,16 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31 kJ,则CH 4燃烧的热化。

【答案--电化学有关的计算】电化学答案

电化学的计算

1、能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。

(1)在25℃、101 kPa时,16 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31 kJ,则CH 4燃烧的热化学方程式为_______________________________。 (2)已知:

-1

C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH =-437.3 kJ·mol

-1

H 2(g)+1/2O2(g)===H2O(g);ΔH =-285.8 kJ·mol

-1

CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g);ΔH =-283.0 kJ·mol

-1

则煤气化反应C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) 的焓变ΔH =________kJ·mol 。

(3)如下图所示组成闭合回路,其中,甲装置中CH 4为负极,O 2和CO 2的混合气体为正极,稀土金属材料为电极,以熔融碳酸盐为电解质;乙装置中a 、b 为石墨,b 极上有红色物质析出,CuSO 4溶液的体积为200 mL

①甲装置中气体A 为_____ (填“CH 4”或“O 2和CO 2”),d 极上的电极反应式为_____________。

②乙装置中a 极上的电极反应式为____________________________。若在a 极产生112mL(标准状况) 气体,则甲装置中消耗CH 4________ mL (标准状况) ,乙装置中所得溶液的pH=__________。(忽略电解前后溶液体积变化)

③如果乙中电极不变,将溶液换成饱和Na 2SO 4溶液,当阴极上有a mol 气体生成时,同时有w g Na 2SO 4·10H 2O 晶体析出,若温度不变,剩余溶液中溶质的质量分数应为________(用含w 、a 的表达式表示,不必化简) 。 答案

(1) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ·mol -1 (2)131.5

(3)① CH4;O 2+4e-+2CO2=2CO32- ②4OH - -4e - = O2↑+2H2O ;56 ;1 ③(w×142/322)/( w+18a)×100%

2、在如图用石墨作电极的电解池中,放入500mL 含一种溶质的某蓝色硫酸盐溶液进行电解,观察到A 电极

表面有红色的固态物质生成,B 电极有无色气体生成。请回答下列问题

(1)请写出B 极板的名称:____________电极反应式________________________写出电解时反应的总离子方程式________________________

(2)若当溶液中的原有溶质完全电解后,停止电解,取出A 电极,洗涤、干燥、称量、电极增重1.6g 。电

解后溶液的pH 为____________;要使电解后溶液恢复到电解前的状态,则需加入____________,其质量为____________g。(假设电解前后溶液的体积不变)

2-(3)若原溶液为1L K2SO 4、CuSO 4的混合溶液,且c (SO 4)= 2.0mol/L;如图装置电解,当两极都收集到

+

22.4L 气体(标准状况)时,停止电解。则原溶液中的c(K) =____________ 答案

(1)阳极;4OH -4e =2H2O+O2↑;2Cu +2H2O (2)PH=1;CuO (或CuCO 3);2(或3.1)

+

(3)c (K )=2mol/L

--2+

2Cu+O2↑+4H

+

3、氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上。在这种工艺设

计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出:

回答下列有关问题:

(1)电解池的阴极反应式为___________________________。

(2)通入空气的电极的电极反应式为___________________________,

燃料电池中阳离子的移动方向_________________________(“从左向右”或“从右向左”)。 (3)电解池中产生2 mol Cl2,理论上燃料电池中消耗O 2的物质的量为_____________。 (4)a 、b 、c 的大小关系为:_____________。

答案

--+-

(1)2H 2O + 2e= H2↑ + 2OH (或2H + 2e=== H2↑)

--

(2)O 2 + 2H2O + 4e= 4OH 从左向右 (3)1 mol (4)c>a>b

4、(1)在298K 时,1molC 2H 6在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水,放出热量1558.3 kJ。写出该反

应的热化学方程式___________________。

(2)利用该反应设计一个燃料电池:用氢氧化钾溶液作电解质溶液,多孔石墨做电极,在电极上分别通入乙烷和氧气。写出通入乙烷气体的电极电极反应方程式:________________。

(3)在下图所示实验装置中,石墨棒上的电极反应式为________________;如果起始时盛有1000mL pH=5的硫酸铜溶液(25℃,CuSO 4足量),一段时间后溶液的pH 变为1,若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入_______(填物质名称),其质量约为__________。

答案

(1)2C 2H 6(g )+ 7O2(g )=== 4CO2(g )+ 6H2O (l ) △H = -3116.6 kJ/mol

- -2-(2)C 2H 6 -1 e+ 18OH === 2CO3 + 12H2O --

(3)4OH - 4e=== O2↑+ 2H2O ;氧化铜(或碳酸铜);4g (或6.2g )

5、银锌碱性蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。电池放电时的反应原理是:Zn+Ag2O+H2O =2Ag+

Zn(OH)2。现用该蓄电池电解c(NO3) =6mol ·L 的KNO 3和Cu(NO3) 2的混合溶液500mL ,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L 气体(标准状况)(电解池的电极均为石墨电极)。回答下列问题: (1)银锌碱性蓄电池的正极反应式为_____________________。

(2)电解过程中,阳极反应式为____________;阴极反应式为____________。 (3)上述电解过程中共转移电子总数__________。 (4)电解得到的Cu 的质量为____________。

+

(5)原混合溶液中c(K) 为____________。

+

(6)电解后溶液中c(H)____________4mol/L(选填“<”“=”“>”)。 答案

(1)Ag 2O + H 2O +2e-=2Ag +2OH-

(2)4OH -―4e -=2H 2O+O2↑;Cu 2++2e-=Cu 、2H ++ 2e -=H 2(或4H 2O + 4e -=2H 2 + 4OH -) (3)4N A (4)64g (5)2 mol ·L -1 (6)>

--1

(1)该原电池中,较活泼的金属锌失电子作负极,氧化银作正极,正极上氧化银得电子和水反应生成银和氢氧根离子,电极反应式为:Ag 2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-. 故答案为:Ag 2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-.

(2)电解过程中,阳极上氢氧根放电生成氧气和水,4OH --4e -=2H2O+O2↑;阴极上先是铜离子放电生成铜,当铜离子完全析出时,氢离子放电生成氢气,电极反应式为Cu 2++2e-=Cu,2H ++2e-=H2(或4H 2O+4e-=2H2+4OH-).

故答案为:4OH --4e -=2H2O+O2↑;Cu 2++2e-=Cu,2H ++2e-=H2(或4H 2O+4e-=2H2+4OH-).

(3)电解过程中,阳极上失电子,阴极上得电子,根据氧气与转移电子之间的关系式计算. 设转移电子为X . 4OH --4e -=2H2O+O2↑; 4NA 22.4L

X 22.4L X=4NA

故答案为4N A .

(4)氢氧根离子失去4N A 电子析出22.4L 氧气转移电子,氢离子得到2N A 电子析出22.4L 氢气,所以铜离子得到2N A 电子析出铜单质.

设铜单质的质量是y . Cu 2++2e-=Cu 2NA 64g 2NA y y=64g.

故答案为64g .

(5)铜的质量是64g ,其物质的量是1mol ,则C (Cu 2+)= 1mol 0.5L

=2mol/L,c (NO 3-)=6mol•L-1;设钾离子的物质的量浓度为z ,根据溶液呈电中性,溶液中阴阳离子所带电量相等得,2C (Cu 2+)+C(K+)=c(NO 3-),所以 C (K+)=c(NO 3-)-2C (Cu 2+)=2mol/L. 故答案为:2 mol•L-1 .

(6)根据4OH --4e -=2H2O+O2↑知,生成22.4L 氧气需要氢氧根离子4mol ,根据2H ++2e-=H2↑知,生成22.4L 氢气需要氢离子2mol ,水电离出的氢离子和氢氧根离子个数相同,所以溶液中氢离子的物质的量是2mol ,电解过程中溶液的体积减小,所以c (H +)> 2mol 0.5L

=4mol/L.

6、设计燃料电池使汽油氧化直接产生电流,是本世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池,

一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气,电池的电解质是掺杂了Y 2O 3的ZrO 2晶体,它在高温下能传导O 。 回答下列问题:

(1)以辛烷为汽油的代表物,则这个电池放电时必发生反应的化学方程式是_____________________。

2--(2)这个电池负极的电极反应式为C 8H 18 + 25O →8CO 2 + 9H2O +50e,正极的电极反应式为

2-_____________________。固体电解质里O 的移动方向是_________,向外电路释放电子的电极是_________。

-(3)用此蓄电池分别电解以下两种溶液,假如电路中转移了0.02mole ,且电解池的电极均为惰性电极,试回答下列问题。

①电解M(NO3) x 溶液时某一电极增加了agM ,则金属M 的相对原子质量_________(用含“a 、x ”的表达式表示)。 ②电解含有0.01mol CuSO4和0.01mol NaCl的混合溶液100mL ,阳极产生的气体在标准状况下的体积是

+

_________;将电解后的溶液加水稀释至1L ,此时溶液的C (H )=_________。 答案

(1)2C 8H 18+25O2→16CO 2+18H2O

-2-(2)O 2+4e=2O ;由正极流向负极;负极(或“通石油蒸汽的电极”) (3)①

;②0.168L ;0.01mol ·L

-1

2-

n (CuSO4)==0.01mol n(NaCl )==0.01mol 当Cu^2+在阴极恰好全部析出时, Cu^2++2e^-=Cu 1 2 0.1mol X X=0.2mol

阳极:2Cl^--2e^-=Cl2

2 2 1 0.1mol Y1 Y2 Y=0.1mol

说明后OH^-放电,OH^-失去电子的物质的量=0.2mol-0.1mol=0.1mol

4OH^- -4e^- = O2 ↑ + 2H2O, 4 4 1 X1 0.1mol X2 X1=0.1mol X2=0.025mol

产生的气体是氯气和氧气,气体总物质的量=0.05mol+0.025mol=0.075mol 则所得溶液中n(H^+)=n(OH^-)=0.1mol

C(H^+)=0.1mol/1L=0.1mol/L PH=-lg0.1=1

H2O=H+ + OH- 知溶液中剩余0.025mol×4=0.1molH+,故溶液pH=1

7、利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一. 某研究小组设计了如图所示的循环系统实

现光分解水制氢,反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供, 反应体系中I 2和Fe 等可循环使用。

2+

(1)写出电解池A 、电解池B 和光催化反应池中反应的离子方程式__________________

2+

(2)若电解池A 中生成3.36LH 2(标准状况) ,试计算电解池B 中生成Fe 的物质的量

-1-1

(3)若循环系统处于稳定工作状态时,电解池A 中流入和流出的HI 浓度分别为a mol ·L 和b mol ·L ,光

3+-1

催化反应生成Fe 的速率为c mol ·min ,循环系统中溶液的流量为Q(流量为单位时间内流过的溶液体积) 。试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q 。 答案

(1)电解池A :2H +2I2Fe +I2

2+

3++

-

H 2↑+I2;电解池B :4Fe +2H2O

3+

O 2↑+4H+4Fe;光催化反应池:

+2+

2Fe +2I

-

(2)n(H2)=,

-转移电子的物质的量为n(e)=2n(H2)=0.150mol×2=0.300mol 因为电解池A 、B 是串联电解池,电路中转移的电子数目相等。

2+-所以,n(Fe)=n(e)=0.300mol

2+

答:电解池B 中生成Fe 的物质的量为0.300mol 。

(3)根据化学反应2Fe +I22Fe +2I

--3+-1

光催化反应生成I 的速率(I)=(Fe)=c mol·min

--电解池A 中消耗I 的速率应等于光催化反应池中生成I 的速率

-1-1-1

a mol·L ×Q-b mol·L ×Q=c mol·min

2+

3+

-

Q =

L·min

-1

(1)A:2H +2I

+-

H2↑+I2 ;B :4Fe +2H2O

3+

O2↑+4H+4Fe

+2+

光催化反应池:2Fe +I2

2+

2Fe +2I

3+-

(2)0.300 mol (3) L·min

-1

试题分析:(1)电解池A 中,H 和I 反应生成H 2和I 2,则反应的离子方程式是2H +2I电解池B 中,Fe 和H 2O 反应生成O 2、H 和Fe ,则反应的离子方程式是4Fe +2H2O

+

2+

+

-3+

2+

3+

+

2+

3+

+-+-

H2↑+I2。 O2↑+4H+4Fe。

2Fe +2I。

3+

-+

2+

光催化反应池中,H 、I 2、Fe 反应生成H 、I 和Fe ,则光催化反应池中的离子方程式是2Fe +I2

(2)n(H2) =

-

=0.150 mol

转移电子的物质的量为n(e) =2n(H2) =0.150 mol×2=0.300 mol 因为电解池A 、B 是串联电解池,电路中转移的电子数目相等 所以n(Fe) =n(e) =0.300 mol (3)根据化学反应2Fe +I2

--2+

2+

-

2Fe +2I可知

3+

-1

3+-

光催化反应生成I 的速率v(I) =v(Fe) =c mol·min 电解池A 中消耗I 的速率应等于光催化反应池中生成I 的速率 a mol·L ×Q-b mol·L ×Q =c mol·min

-1

-1

-1

--

Q = L·min

-1

考点:考查电化学原理的有关判断和计算以及反应速率的计算

点评:该题是中等难度的试题,试题基础性强,在注重对学生基础知识巩固和训练的同时,侧重对学生基础知识的巩固和训练,旨在培养学生的灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。该题的关键是明电解池的工作原理,利用好电子的得失守恒,然后结合题意灵活运用即可。

8、过度排放CO 2会造成温室效应,最近科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把

CO 2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO 2转变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下

(1)写出吸收池中主要反应的离子方程式

_________________;在合成塔中,若有2.2kgCO 2与足量H 2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出2473.5kJ 的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式 ________________。

(2)“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”,上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外,还包括________。

(3)甲醇可制作燃料电池。写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式________________。当电子转移的物质的量为________时,参加反应的氧气的体积是6.72L (标准状况下)。

(4)工业上常以CO 和H 2为主要原料,生产甲醇。某密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH 3OH(g);CO 的转化率(α) 与温度、压强的关系如下图所示。

①若A 、B 两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A 点时容器的体积为10L ,则该温度下的平衡常数 K=__________;此时在B 点时容器的体积VB________10L(填“大于”、“小于”或“等于”)。

②若A 、C 两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA________tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。

③在不改变反应物用量情况下,为提高CO 转化率可采取的措施是______________(答出两点即可)。 答案

2--(1)CO 3+ CO2+H2O==2HCO3;CO 2(g)+3H2(g) ==CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =-49.47kJ/mol (2)高温水蒸气

--2-(3)CH 3OH+8OH-6e ==CO3+6H2O ;1.2mol

2

(4)①1(L/mol);小于;②大于;③降温、加压、将甲醇从混合体系中分离出来(任意两点即可)

9、工业上可采用CH 3OH

CO+2H2的方法来制取高纯度的CO 和H 2。已知H 2(g)、CO(g)和CH 3OH(1)的燃烧热分别

为285.8kJ/mol、283.0kJ/mol和726.5kJ/mol。请回答下列问题: (1)反应CH 3OH(1)=CO(g)+2H2(g)的△H=__________kJ/mol。

(2)标准状况下33.6LCO 、H 2的混合气体与足量氧气充芬反应后,将生成的CO 2和水蒸气通入足量的Na 2O 2后,固体质量增加30.0g ,则CO 、H 2的混合气体的平均相对分子质量为____________________________。

(3)利用反应H 2(g)+CO(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)设计而成的MCFS 燃料电池是一种新型电池,已知该该电池使用KOH 溶液作电解质溶液,则正极的电极反应式为___________。现以该燃料电池为电源,以石墨作电极电解饱和NaCl 溶液,则该电解总反应的离子方程式是_______________。若电解100mL0.1mol/L的NaCl 溶液,阴、阳两极各产生112mL 气体(标准状况下),则所得溶液的pH 为___________(忽略反应前后溶液的体积变化);若电解含有0.04molCuSO 4和0.04molNaCl 的混合溶液400mL, 当阳极产生672mL 气体(标准状况下)时,阴极析出的固体质量为____________g。 答案

(1)+128.1 (2)20.0

(3)O2+2H2O+ 4e=4OH;2Cl +2H2O

---

Cl 2↑+H2↑+2OH;13;2.56

-

10、纳米氧化亚铜(Cu2O) 是一种用途广泛的光电材料,常用的制备方法有电化学法、湿化学法等。电化学

法可用铜棒和石墨作电极,电解Cu(NO3) 2稀溶液制备。湿化学法的制备过程为:在KOH 溶液中加入一定量的CuSO 4溶液,再加入一定量的还原剂--肼(N 2H 4),加热并保持温度在90℃。检验反应完全后,分离、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为:

4CuSO 4 + N2H 4 + 8KOH = 2Cu2O + N2↑+ 4K2SO 4 + 6H2O

⑴电化学法制备Cu 2O 时,铜棒做________极,阴极生成Cu 2O 的电极反应式为______________________。 ⑵湿化学法中,检验纳米Cu 2O 已经生成的实验方法是_____________________。

⑶湿化学法得到的产品中常含有Cu 。称取某产品1.76 g(设仅含Cu 2O 和Cu ),加入足量的稀硝酸,充分反应后得到标准状况下的NO 气体224mL ,计算产品中Cu 2O 的质量分数。(写出计算过程) 答案

⑴阳极;2Cu + 2e+ H2O == Cu2O+2H ⑵丁达尔效应 ⑶ n(Cu2O) ×144mol/L+ n(Cu)×64mol/L =1.76 g n(Cu2O)×2 + n(Cu)×2 = 0.224/22.4 mol×3 解得:n(Cu2O)= 0.01 mol n(Cu)=0.005 mol w(Cu2O) = 0.818=81.8%

2+

-+

11、某小组根据工业生产原理设计如下转化关系,以获取烧碱和金属钛(Ti)。

(1) 燃料电池中通入氧气的电极是___________(填“正”或“负”)极,电极反应式是____________;用该电池电解饱和食盐水,若消耗32 g甲醇,理论上Ⅰ中可生成NaOH ________mol。

(2)如图所示,理论上加入Ⅱ中的TiO 2和焦炭的物质的量之比是___________;由TiCl 4得到金属Ti 的化学方程式是______________。

(3)根据Ⅲ中合成甲醇的反应,该小组保持温度不变,在两个相同的恒容密闭容器中进行实验,有关实验数据如下:

① P1____________4MPa(填“>”、“<”或“=”); ② 实验Ⅰ条件下合成甲醇的热化学方程式是____________。 答案

(1)正 ;O 2 + 4e + 2H2O = 4OH ; 6 (2)1﹕2 ;4Na + TiCl4(3)①

② ;CO(g) + 2H2(g)

4NaCl + Ti

CH 3OH(g) △H = - a/9 kJ·mol

-1

12、【天津市新华中学2013届高三第三次月考】Ⅰ:利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:

①2H(g )+CO(g )②2CHOH (g )

CH OH (g );ΔH=-90.8 kJ·mol

CH OCH (g )+HO (g );ΔH=-23.5 kJ·mol

CO (g )+H(g );ΔH=-41.3 kJ·mol

③CO(g )+HO (g )

总反应:3H (g )+3CO(g )CH OCH (g )+CO(g )的ΔH=__________:

Ⅱ:如图甲、乙是电化学实验装置。

(1)若甲、乙两烧杯中均盛有饱和NaCI 溶液。

①甲中石墨棒上的电极反应式__________,电子的移动方向为________;

②乙中总反应的离子方程式为__________,Cl 移向__________电极(填Fe 或C );

③将湿润的淀粉-KI 试纸放在乙烧杯上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的Cl 氧化了生成的I 。若反应中Cl 和I 的物质的量之比为5:1,且生成两种酸,该反应的化学方程式为:_____________________; (2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO 溶液。

①甲中铁棒上的电极反应式为:______________________;

②如果起始时乙中盛有200 mL pH=5的CuSO 溶液(25℃),一段时间后溶液的p H 变为1,若要使溶液恢复到电解前的状态,可向溶液中加入_________(填写物质的化学式)_________g。 答案

Ⅰ:-246.4kJ/mol(3分)

Ⅱ:(1)①O

+2HO+4e=4OH(2分),铁经导线移向石墨(1分)。

②2Cl +2HO 2OH +H↑+Cl↑

(2分), C (1分)

解释

解:(1)①甲为原电池装置,石墨棒上氧气得电子发生还原反应,反应为2H 2O+O2+4e-═4OH -, 故答案为:2H 2O+O2+4e-═4OH -;

②乙为电解装置,由电子流向可知石墨为阳极,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电, 则电解反应为2Cl -+2H2O

通电

.

H 2↑+Cl2↑+2OH-, 故答案为:2Cl -+2H2O

通电

.

H 2↑+Cl2↑+2OH-;

③Cl 2氧化了生成的I 2,Cl 元素的化合价降低,生成盐酸,反应中Cl 2和I 2的物质的量之比为5:1,,设I 元素的化合价为x ,则5×2×1=1×2×x ,解得x=+5,则生成碘酸,

所以发生的化学反应为5Cl 2+I2+6H2O ═10HCl+2HIO3,故答案为:5Cl 2+I2+6H2O ═10HCl+2HIO3; (2)①甲为原电池装置,铁作负极,负极反应为Fe-2e -═Fe 2+,故答案为:Fe-2e -═Fe 2+; ②由2CuSO 4+2H2O

2Cu+O2↑+2H2SO 4,要使溶液恢复原状态,可加入CuO (或CuCO 3),一段时间后溶液

的pH 变为1,则c (H +)=0.1mol/L-10-5mol/L=0.1mol/L,

n (H +)=0.2L×0.1mol/L=0.02mol,则由电解反应可知析出的Cu 的物质的量为0.01mol ,由Cu 原子守恒可知, m (CuO )=0.01mol×80g/mol=0.8g,或m (CuCO 3)=0.01mol×124g/mol=1.24g, 故答案为:CuO (或CuCO 3);0.8(或1.24).

13、如图所示,若电解5min 时铜电极质量增加2.16g ,试回答:

⑴ 电源电极X 名称为____________。

⑵ pH变化:A 池________,B 池_______,C 池________。

⑶ 通过5min 时,B 中共收集224mL 气体(标 况),溶液体积为200mL ,则通电前硫酸铜溶

液的物质的量浓度为______________。

⑷ 若A 中KCl 溶液的体积也是200mL ,电解后溶液的pH = ______。

(10分)⑴ 负极(2分) ⑵ 增大,减小,不变 (各2分)

⑶ 0.025mol/L (1分) ⑷ 13(1分)

试题分析:⑴电解5min 时铜电极质量增加2.16g ,说明了在C 中,铜极析出了银,故铜极为阴极,而Ag 极为阳极,所以电源的X 为负极,而Y 为正极;⑵ A池为电解氯化钾溶液,其原理与电解食盐水一样,故A 池的pH 增大,而B 中左边则析出铜,而右边则析出氧气,产生了大量的氢离子,所以B 池的pH 减小,而C 池中银溶解而在铜极上析出,故C 池的pH 不变;⑶电解5min 时铜电极质量增加2.16g ,则该电路通过的电子为

2.16/108=0.02mol,B 收集的气体为氧气和氢气的混合物,氧气为0.02/4=0.005mol,氢气的物质的量为0.224/22.4-0.005=0.005,所以析出铜的物质的量n=(0.02-0.005×2)/2=0.005mol,故通电前硫酸铜溶 液的物质的量浓度为0.005/0.2= 0.025mol/L;⑷ A中发生的反应为:2KCl +2H 2O=H2↑+2KOH, 该反应转移的电子数为2,但有0.02mol 电子通过是,生成了0.02molKOH ,所以氢氧根的浓度为0.02/0.2=0.1,所以电解后该溶液的pH 为13。 解:(1)由铜电极的质量增加,发生Ag ++e-=Ag,则Cu 电极为阴极,可知X 为电源的负极,故答案为:负;

(2)C 中阴极反应为Ag ++e-=Ag,n (Ag )=

2.16g

108g /mol

=0.02mol,则

转移的电子为0.02mol ,

B 中阳极反应为4OH --4e -=2H2O+O2↑,则转移0.02mol 电子生成氧气为0.005mol ,其体积为0.005mol ×22.4L/mol=0.112L=112mL,

则在阴极也生成112mL 气体,由2H ++2e-=H2↑,则氢气的物质的量为0.005mol ,该反应转移的电子为0.01mol ,

则Cu 2++2e-=Cu中转移0.01mol 电子,所以Cu 2+的物质的量为0.005mol ,通电前c (CuSO 4)=

0.005mol

0.2L

=0.025 mol•L -1,

B 中的反应为2CuSO 4+2H2O

.

2Cu+O2↑+2H2SO 4,2H 2O

.

2H 2↑+O2↑,

故答案为:0.025 mol•L -1;2CuSO 4+2H2O

.

2Cu+O2↑+2H2SO 4,2H 2O

.

2H 2↑+O2↑;

(3)由A 中发生2KCl+2H2O

.

2KOH+H2↑+Cl2↑~2e -,

由电子守恒可知,转移0.02mol 电子时生成0.02molKOH ,忽略溶液体积的变化,

则c (OH -)=

0.02mol

0.2L

=0.1mol•L -1,故答案为:0.1mol •L -1.

14、飞机、汽车、拖拉机、坦克,都是用蓄电池作为照明光源是典型的可充型电池,总反应式为: Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO 4+2H2O

(1)当K 闭合时,a 电极的电极反应式是____________________________________________________________;放电过程中SO 42-向__________极迁移.当K 闭合一段时间后,再打开K ,Ⅱ可单独作为原电池使用,此时c 电极的电极反应式为______________________________________________________________________.

(2)铅的许多化合物,色彩缤纷,常用作颜料,如铬酸铅是黄色颜料,碘化铅是金色颜料(与硫化锡齐名),室温下碘化铅在水中存在如下平衡:PbI 2(S )⇌Pb 2+(aq )+2I-(aq ).

④已知室温

下PbI 2的K s p =8.0×10-9,将适量PbI 2固体溶于 100mL水中至刚好饱

和,该过程中Pb 2+和I -浓度随时间变化关系如图(饱和PbI 2溶液中c (I -)=0.0025mol•L -1).若t 1时刻在上述体系中加入100mL .、0.020mol •L -1 NaI 溶液,画出t 1时刻后Pb 2+和I -浓度随时间变化关系图. ⑤至于碳酸铅,早在古代就被用作白色颜料.考古工作者发掘到的古代壁画或泥俑,其中人脸常是黑色的.经过化学分析和考证,证明这黑色的颜料是铅的化合物--硫化铅(已知PbCO 3的

Ksp=1.46×10-13,PbS 的Ksp=9.04×10-29)试分析其中奥妙__________________________________________________

答案

提供试剂:NaI 饱和溶液、NaCl 饱和溶液、FeCl 3饱和溶液、PbI 2饱和溶液、PbI 2悬浊液;

信息提示:Pb 2+和Cl -能形成较稳定的PbCl 42-络离子.

请填写下表的空白处:

④已知室温下PbI 2的K s p =8.0×10-9,将适量PbI 2固体溶于 100mL水中至刚好饱

(1)在铅蓄电池中,正极是氧化铅发生得电子得还原反应;原电池中的阴离子移向负极,铅和二氧化铅组成的原电池中,负极是铅发生失电子的氧化反应;

(2)①根据溶度积常数的表达式的书写来回答;

②根据Qc 和Ksp 之间的关系来判断有无沉淀生成;

③影响化学平衡移动的因素-浓度:增大反应物(减小生成物)浓度,向着正向进行,增大生成物(减小反应物)浓度平衡向左进行来判断;

④根据影响化学平衡移动的因素(浓度)来回答;

⑤Ksp 越大,则沉淀的溶解能力越大,沉淀向着更难溶的方向转化来分析.

解答:解:(1)当K 闭合时,Ⅰ是原电池,Ⅱ是电解池,在原电池中,Pb 是负极,PbO2是正极,正极是氧化铅发生得电子得还原反应,即PbO 2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O ,放电过程中SO 42-向负极b 即移动,当K 闭合一段时间后,再打开K ,Ⅱ可单独作为原电池使用,在c 极上少量的Pb 做负极,发生失电子的氧化反应,Pb-2e -+SO42-=PbSO4,故答案为:PbO 2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O ;b ;Pb-2e -+SO42-=PbSO4;

(2)①平衡常数的表达式Ksp=c (Pb 2+) •c

,故答案为:c (Pb 2+) •c

2(I ) ; 2−(I ) . −2−(I ) . ②100mL 2×10-3mol/L的碘化钠溶液中,加入100mL2×10-2mol/L的硝酸铅溶液,Qc=c (Pb 2+) •c

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