Question

【題目】課題式研究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的良好方法，某研究性學(xué)習(xí)小組將下列裝置如圖連接，C、D、E、F、X、Y 都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色。試回答下列問題：

(1)電源A 極的名稱是________。

(2)甲裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式是__________________。

(3)如果收集乙裝置中產(chǎn)生的氣體，兩種氣體的體積比是________。

(4)欲用丙裝置精煉銅，G應(yīng)該是____（填“純銅”或“粗銅”），電解液的成分是______。

(5)已知?dú)溲趸�鐵膠體中含有帶正電荷的紅褐色的粒子，那么裝置丁中的現(xiàn)象是________________。

(6)在實(shí)驗(yàn)室電解500 mL 0.03 mol/L的NaCl溶液，通電一段時(shí)間后溶液中c(OH-)為1×10-2 mol/L(設(shè)電解時(shí)溶液的體積變化忽略不計(jì))，陰極產(chǎn)生___mL(標(biāo)況)氣體，溶液中NaCl的濃度為_______mol/L。

Answer 1

【答案】正 CuCl2Cu+ Cl2↑ 1：1 粗銅 CuSO4或CuCl2 Y極附近紅褐色變深 56 0.02

【解析】

將電源接通后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色，說明F極生成OH-，F為陰極，則可知A為電源的正極，B為電源的負(fù)極，C、E、G、X為電解池的陽極，D、F、H、Y為電解池的陰極。然后根據(jù)電解原理，結(jié)合同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等計(jì)算。

根據(jù)上述分析可知：A為電源的正極，B為電源的負(fù)極，C、E、G、X為陽極，D、F、H、Y為陰極。

(1)A是電源的正極，B是電源的負(fù)極；

(2)用惰性電極電解CuCl2溶液，陽極上Cl-失去電子產(chǎn)生Cl2，陰極上Cu2+得到電子產(chǎn)生Cu單質(zhì)，反應(yīng)方程式為：CuCl2Cu+ Cl2↑；

(3)裝置乙是電解飽和NaCl溶液，反應(yīng)方程式為：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，可見反應(yīng)產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量的比是1：1，在相同條件下氣體的體積比為1：1；

(4)欲用丙裝置精煉銅，在電解精煉銅時(shí)，應(yīng)該粗銅作陽極，純銅作陰極，含有銅離子的鹽作電解質(zhì)溶液，G連接電源的正極，為陽極，其材料是粗銅，電解液可以CuSO4或CuCl2；

(5)根據(jù)同性電荷相互排斥，異性電荷相互吸引的原理，氫氧化鐵膠體中含有的帶正電荷的粒子會向陰極即向Y極移動，故陰極Y極附近紅褐色變深；

(6)電解NaCl飽和溶液，反應(yīng)總方程式為：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，NaCl的物質(zhì)的量n(NaCl)總=c·V=0.03 mol/L×0.5 L=1.5 ×10-2 mol，反應(yīng)產(chǎn)生NaOH的物質(zhì)的量為n(NaOH)=c·V=1×10-2mol/L×0.5 L=5×10-3 mol，根據(jù)電解方程式可知：每反應(yīng)產(chǎn)生2 mol NaOH，同時(shí)消耗2 mol NaCl，陰極上產(chǎn)生1 mol H2，則反應(yīng)產(chǎn)生5×10-3 mol NaOH時(shí)，消耗NaCl的物質(zhì)的量為n(NaCl)耗=n(NaOH)=5×10-3mol，得到H2的物質(zhì)的量n(H2)=n(NaOH)=2.5×10-3 mol，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V(H2)=2.5×10-3mol×22.4 L/mol=5.6×10-2 L=56 mL；反應(yīng)后溶液中剩余NaCl物質(zhì)的量為1.5 ×10-2 mol-5×10-3 mol=1.0×10-2 mol，其濃度為c(NaCl)==0.02 mol/L。