8分)電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。下圖表示一個電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題:
(1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則
a.電解池中X極上的電極反應(yīng)式為 ① 。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是 ② 。
b.Y電極上的電極反應(yīng)式為 ③ ,檢驗該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 ④。
(2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則
a .X電極的材料是 ⑤ ,電極反應(yīng)式是 ⑥ 。
b.Y電極的材料是 ⑦ ,電極反應(yīng)式是 ⑧ 。
(說明:雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)
①2H++2e-=H2↑;②放出氣體,溶液變紅。 ③2Cl – -2e-=Cl2 ↑;④把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近,試紙變藍(lán)色。
⑤純銅 或精銅 ⑥Cu2++2e-=Cu ⑦粗銅 ⑧Cu -2e-=Cu2+(各1分共8分)
解析試題分析:該裝置是點解裝置,X極和電源的負(fù)極相連,是陰極,Y極和電源的正極相連,是陽極。
(1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,氯離子在陽極放電,生成氯氣,氫離子在陰極放電,生成氫氣,同時有氫氧根生成,堿性增強。
所以電解池中X極上的電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是放出氣體,溶液變紅。
b.Y電極上的電極反應(yīng)式為2Cl – -2e-=Cl2 ↑,檢驗氯氣的方法是把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近,試紙變藍(lán)色,或者是把濕的藍(lán)色石蕊試紙放在Y電極附近,試紙變紅
(2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,那么
a .X電極的材料是純銅 或精銅,電極反應(yīng)式是Cu2++2e-=Cu。
b.Y電極的材料是粗銅,電極反應(yīng)式是Cu -2e-=Cu2+
考點:電解池 電解精煉銅 電極反應(yīng)式的書寫
點評:對于電解精煉銅陰陽極的材料一定要熟悉,才能準(zhǔn)確完成此類題目。陽極上奪取電子,使銅變銅離子,材料是粗銅。陰極上給電子,使銅離子變單質(zhì),材料是純銅。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
(1)(19分)①研究性學(xué)習(xí)小組為了證明鐵的金屬性比銅強,他設(shè)計了如下幾種方案,其中合理的是 (填序號)
A.鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出;
B.鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成FeCl3、CuCl2;
C.銅片置于FeCl3溶液中,銅片逐漸溶解(2FeCl3+Cu=2FeCl2+ CuCl2)
D.鐵片、銅片分別置于盛有稀硫酸的燒杯中,鐵片上有氣泡產(chǎn)生,而銅片無氣泡
E.常溫下,分別將鐵片和銅片置于濃硝酸中,鐵片不溶解,而銅片溶解
②請你另設(shè)計一個能證明鐵的金屬活動性比銅強的實驗。要求:
a.此方案的原理不同于上述任一合理方案;
b.在方框內(nèi)繪出實驗裝置圖并注明所需的藥品;
c.寫出實驗過程中的主要實驗現(xiàn)象并用相關(guān)化學(xué)用語解釋現(xiàn)象
(2)學(xué)完原電池的相關(guān)知識后,甲組同學(xué)認(rèn)為構(gòu)成原電池必須有三個條件:①活動性不同的兩極;②電解質(zhì)溶液;③閉合回路。乙組同學(xué)對條件①提出異議,認(rèn)為相同的兩極也可以構(gòu)成原電池,以下為乙組同學(xué)的實驗裝置簡圖以及實驗報告的部分內(nèi)容。請仔細(xì)閱讀實驗報告,然后將實驗報告補充完整并填在相應(yīng)的橫線上。裝置中鹽橋的作用之一是使整個裝置構(gòu)成閉合回路。
濃差電池與溫差電池
一、【實驗?zāi)康摹?/p>
1、電池中兩杯溶液及電極均相同,兩杯溶液的濃度不同,可否形成原電池
2、電池中兩杯溶液及電極均相同,兩杯溶液的溫度不同,可否形成原電池
3、電池中兩杯溶液及電極均相同,研究兩杯溶液的 對電池電壓和電流的影響
4、電池中兩杯溶液及電極均相同,研究兩杯溶液的 對電池電壓和電流的影響
二、【儀器與藥品】略。
三、【實驗方法與步驟】
Ⅰ、實驗方法:略。
Ⅱ、研究的步驟
㈠實驗A:濃差電池
電解液均為硫酸銅,電極均為銅片:
1、甲燒杯中固定裝入濃度 0.8 mol/L 的硫酸銅溶液。
2、乙燒杯中分別裝入濃度 0.8 mol/L、0.4 mol/L 、0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L 的硫酸銅溶液。
3、使用銅片當(dāng)電極。測量這六種組合電池的穩(wěn)定電壓及電流,將結(jié)果記錄于表 1。
㈡實驗B:溫差電池
電解液均為硫酸銅,電極均為銅片:(步驟略,結(jié)果記錄于表2)
四、【實驗結(jié)果】
實驗A:濃差電池 :表1
甲杯硫酸銅濃度 mol/L | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
乙杯硫酸銅濃度 mol/L | 0.8 | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 0.05 | 0.025 |
兩杯溶液濃度差值 | 0 | 0.4 | 0.6 | 0.7 | 0.75 | 0.775 |
電壓 mV | 0 | 6 | 12 | 16 | 22 | 26 |
電流 mA | 0 | 0.02 | 0.04 | 0.06 | 0.07 | 0.08 |
實驗B:溫差電池:表2
甲杯硫酸銅溫度℃ | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 |
乙杯硫酸銅溫度℃ | 19 | 29 | 39 | 49 | 59 | 69 |
兩杯溶液溫差℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
電壓 mV | 0 | 6.1 | 12 | 20 | 27 | 34 |
電流 mA | 0 | 0.025 | 0.047 | 0.07 | 0.15 | 0.18 |
五、【討論】
1、濃差電池:若硫酸銅濃差電池放電較長一段時間后,可觀察到甲杯高濃度的溶液顏色逐漸變淺,而乙杯顏色變深,而電壓也逐漸下降,同時可觀察到甲杯中銅片表面有銅析出。
這說明:甲杯中的電極反應(yīng)式為
乙杯中的電極反應(yīng)式為
電池放電一段較長時間后電壓下降的原因:
2、溫差電池(略)
六、【結(jié)論】
由上述【實驗結(jié)果】可得結(jié)論:
實驗A: [來源:學(xué)&科&網(wǎng)Z&X&X&K]
實驗B:(略)
甲、乙兩小組同學(xué)給你什么啟示:
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科目:高中化學(xué) 來源:2010年福建省八縣(市)一中高一第二學(xué)期期末聯(lián)考化學(xué)試卷 題型:實驗題
(1)(19分)①研究性學(xué)習(xí)小組為了證明鐵的金屬性比銅強,他設(shè)計了如下幾種方案,其中合理的是 (填序號)
A.鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出; |
B.鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成FeCl3、CuCl2; |
C.銅片置于FeCl3溶液中,銅片逐漸溶解(2FeCl3+Cu=2FeCl2+ CuCl2) |
D.鐵片、銅片分別置于盛有稀硫酸的燒杯中,鐵片上有氣泡產(chǎn)生,而銅片無氣泡 |
甲杯硫酸銅濃度 mol/L | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
乙杯硫酸銅濃度 mol/L | 0.8 | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 0.05 | 0.025 |
兩杯溶液濃度差值 | 0 | 0.4 | 0.6 | 0.7 | 0.75 | 0.775 |
電壓 mV | 0 | 6 | 12 | 16 | 22 | 26 |
電流 mA | 0 | 0.02 | 0.04 | 0.06 | 0.07 | 0.08 |
甲杯硫酸銅溫度℃ | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 |
乙杯硫酸銅溫度℃ | 19 | 29 | 39 | 49 | 59 | 69 |
兩杯溶液溫差℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
電壓 mV | 0 | 6.1 | 12 | 20 | 27 | 34 |
電流 mA | 0 | 0.025 | 0.047 | 0.07 | 0.15 | 0.18 |
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科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年四川省涼山州高三第二次診斷性測試?yán)砭C化學(xué)試卷(解析版) 題型:實驗題
2012年10月8日發(fā)布的修訂版《機動車駕駛證申領(lǐng)和使用規(guī)定》,以其對違章駕駛員的嚴(yán)厲懲罰被人們稱為“史上最嚴(yán)交規(guī)”,其中飲酒后駕駛機動車的一次記12分。利用如下測試管可檢測司機是否酒后駕車,化學(xué)原理如下:
金屬鉻在化合物中主要有+3價和+6價兩種價態(tài)。+6價鉻化合物K2CrO4和K2Cr2O7在水溶液中分別呈黃色和橙色,它們在溶液中存在如下平衡關(guān)系:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O在酸性條件下+6價鉻化合物具有強氧化性,可以將C2H5OH氧化為CH3COOH,本身被還原為Cr3+,Cr3+在水溶液中呈灰綠色。
(1)根據(jù)上述條件可知,在強酸性條件下+6價鉻主要以 (填“CrO2-4”或“Cr2O2-7”)形式存在。如果司機酒后駕車,則測試管中的現(xiàn)象是 且超過法定警界線,反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)研究發(fā)現(xiàn)+6價鉻的毒性為+3價鉻的毒性的100~200倍,有多種方法可以將廢水中的+6價鉻轉(zhuǎn)化為+3價鉻以降低毒性。其中兩種方法如下:
方法一:電化學(xué)方法。將含Cr2O2-7的酸性廢水加適量NaCl攪拌均勻并以Fe作電極進行電解。在陽極產(chǎn)生的Fe2+將Cr2O2-7還原為Cr3+,在電解過程中溶液的pH不斷上升,最終Cr3+和Fe3+以Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀的形式析出。
①請分析溶液pH不斷上升的原因: 。
②已知Fe3+和Cr3+變?yōu)镕e(OH)3和Cr(OH)3沉淀的pH如下表:
當(dāng)溶液的pH范圍為____時,溶液中Fe3+已沉淀完全而Cr3+還沒有開始沉淀。
③當(dāng)電路中通過3mol電子時,理論可還原Cr2O2-7的物質(zhì)的量為 mol。
方法二:還原沉淀法。將l0ml某含鉻(Cr2O2-7)廢水用硫酸亞鐵銨[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]處理,反應(yīng)中鐵元素和鉻元素完全轉(zhuǎn)化為沉淀,該沉淀經(jīng)干燥后為nmolFeO·FeyCrxO3。
④不考慮處理過程中的實際損耗,下列敘述錯誤的是
A.反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子個數(shù)為3nx
B.該廢水中c(Cr2O2-7)為50nx mol/L
C.消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n(l+y)mol
D.在FeO·FeyCrxO3中,x+y=2
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