Question

惰性電極電解NaCl溶液或CuSO₄溶液都得到三種產物A、B、C，各物質之間的轉化關系如圖所示（圖中參與反應和生成的水都已略去）．已知甲是短周期元素的單質，它是日常生活中常用的包裝材料．

回答下列問題：
（1）若電解的是NaCl溶液：
①甲與A反應的化學方程式是

 

．
②A與B反應的離子方程式是

 

．
③常溫下，若電解100mL 0.1mol/L NaCl溶液，陰、陽兩極各產生112mL氣體（標準狀況），則所得溶液的pH為

 

（忽略反應前后溶液的體積變化及氣體溶于水的影響）．
（2）若電解的是CuSO₄溶液，加熱時，A的濃溶液可與B發(fā)生反應：
①A的濃溶液與B反應過程中，A的濃度隨時間變化的圖象正確是

 

．

②E的化學式是

 

；電解時陽極的電極反應式是

 

．

Answer 1

考點：電解原理,無機物的推斷

專題：推斷題,電化學專題

分析：（1）電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，A+B=E+NaCl，說明AB為氫氧化鈉和氯氣，C為H₂，甲是短周期元素的單質，和堿溶液反應，它是日常生活中常用的包裝材料判斷為Al，確定A為NaOH，B為Cl₂，則甲與A的反應是2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（2）若電解的是CuSO₄溶液，生成的產物為銅、氧氣和硫酸，加熱時，A的濃溶液可與B發(fā)生反應說明A為H₂SO₄（濃），B為Cu，C為O₂，E為SO₂，甲是短周期元素的單質，和稀硫酸溶液反應生成氫氣，它是日常生活中常用的包裝材料判斷為Fe．

解答： 解：（1）電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，A+B=E+NaCl，說明A、B為氫氧化鈉和氯氣，C為H₂，甲是短周期元素的單質，和堿溶液反應，它是日常生活中常用的包裝材料判斷為Al，確定A為NaOH，B為Cl₂，則甲與A的反應是2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
①甲與A反應的化學方程式是鋁和氫氧化鈉溶液的反應，反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的化學方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
②A與B反應是氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水．反應的離子方程式是：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
③常溫下，若電解100mL 0.1mol/L NaCl溶液，陰、陽兩極各產生112mL氣體（標準狀況）物質的量為0.005mol，電解NaCl的總反應方程式為2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂+Cl₂↑，
則n（OH^-）=2n（Cl₂）=0.01mol
c（OH^-）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L；
c（H⁺）=

Kw

c(OH-)

═

10-14

0.1

mol/L=10^-13mol/L，
則所得溶液的pH為13，
故答案為：13；
（2）若電解的是CuSO₄溶液，生成的產物為銅、氧氣和硫酸，加熱時，A的濃溶液可與B發(fā)生反應說明A為H₂SO₄（濃），B為Cu，C為O₂，E為SO₂；
①A的濃溶液與B反應過程中，是濃硫酸和銅的反應，隨濃度減小變化為稀硫酸后，銅和稀硫酸不發(fā)生反應，A的濃度隨時間變化的圖象是開始濃度減小，最后濃度不變，故答案為：A；
②E是銅和濃硫酸加熱的反應，反應生成二氧化硫、水和硫酸銅，所以E為SO₂，電解時陽極的電極反應式是氧氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：SO₂；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．

點評：本題考查了電解原理的分析應用，主要是流程轉化關系的分析判斷，電解過程中電極反應，電子守恒的計算應用時解題關鍵，題目難度中等．