Question

如圖所示為電解水的裝置，閉合開(kāi)關(guān)s后，觀(guān)察到電壓表示數(shù)為6.0V，電流表示數(shù)為100mA．
（1））此時(shí)A管內(nèi)生成

 

．寫(xiě)出A、B兩極發(fā)生的反應(yīng)：A．

 

；B．

 

．
（2）為加快電解水的速率．可在水中加入

 

．
A．H₂S0₄   B．HCl   C．NaOH  D．NaCl
（3）已知電解1mol水可增加280kJ的化學(xué)能，則此裝置電解10min可增加多少化學(xué)能？（已知1個(gè)電子所帶的電量為1.6×10^-19C，N_A=6.02×10²³ mol^-1）．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）裝置圖分析可知與電源正極連接的B為電解池陽(yáng)極，水溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣，與電源負(fù)極連接的電極A為電解池的陰極，水溶液中氫離子得到電子生成氫氣；
（2）加快電解速率可以加入含氧酸，或強(qiáng)堿溶液增加離子濃度增大導(dǎo)電性；
（3）電解1mol水可增加280kJ的化學(xué)能，依據(jù)電子守恒計(jì)算，閉合開(kāi)關(guān)s后，觀(guān)察到電壓表示數(shù)為6.0V，電流表示數(shù)為100mA，通過(guò)電量=It，計(jì)算電路中電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量，結(jié)合電解計(jì)算電子轉(zhuǎn)移，計(jì)算增加的能量；

解答： 解：（1）裝置圖分析可知與電源正極連接的B為電解池陽(yáng)極，水溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應(yīng)為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；與電源負(fù)極連接的電極A為電解池的陰極，水溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
故答案為：H₂，2H⁺+2e^-=H₂↑；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（2）加快電解速率可以加入含氧酸，或強(qiáng)堿溶液增加離子濃度增大導(dǎo)電性；
A．加入H₂S0₄，電解過(guò)程實(shí)質(zhì)電解水，但增加了離子濃度，溶液導(dǎo)電性增大，故A符合；
B．加入HCl，電解過(guò)程中陽(yáng)極氯離子失電子生成氯氣，實(shí)質(zhì)電解氯化氫，不是電解水，故B不符合；
 C．加入NaOH實(shí)質(zhì)電解水，但增大了離子濃度，導(dǎo)電性增強(qiáng)，故C符合；
 D．加入NaCl，陽(yáng)極是氯離子失電子生成氯氣，實(shí)質(zhì)電解氯化鈉和水，不是電解水，故D不符合；
故答案為：AC．
（3）觀(guān)察到電壓表示數(shù)為6.0V，電流表示數(shù)為100mA，通過(guò)電量Q=It，Q=0.1A×10×60s=60C，計(jì)算電路中電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量=

60C 1.6×10-19C

6.02×1023/mol

=6.229mol，電解1mol水可增加280kJ的化學(xué)能；
H₂O～2e-～～～～280KJ
     2mol      280KJ
    6.229mol    Q
Q=87.21KJ；
答：此裝置電解10min可增加化學(xué)能87.21KJ；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理的分析應(yīng)用，電解反應(yīng)和電極產(chǎn)物分析，電量和電子轉(zhuǎn)移的計(jì)算是關(guān)鍵，題目較簡(jiǎn)單．