以惰性电极电解CuSO$_4$溶液,若阳极上产生的气体的物质的量为0.0100mol,则阴极上析出Cu的质量为( )
分析:
惰性电极电解CuSO$_4$的溶液,溶液中的阴离子向阳极移动,在阳极上放电,利用离子的放电顺序来确定阳极上产生的气体是氧气,根据电子守恒来确定阴极上析出金属铜的量的多少..
解答:
解:惰性电极电解CuSO$_4$的溶液,阳极上的反应为:4OH_→2H$_2$O+O$_2$↑+4e_,当阳极上产生的气体的物质的量为0.0100mol,转移电子是:0.0400mol,阴极上的电极反应为:Cu_+2e_═Cu,当转移电子是0.0400mol时,析出Cu的质量m=0.0200mol×64g/mol=1.28g.
故选B.
点评:
本题考查学生电解池的工作原理知识,注意电子守恒思想在解题中的应用,可以根据教材知识来回答,难度不大.
用铂电极电解100mL HNO$_3$与 AgNO$_3$ 的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况),则原混合溶液中Ag_的物质的量浓度为( )
分析:
铂电极为惰性电极,电解HNO$_3$与AgNO$_3$ 的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况),阴极发生
2Ag_+2e_=2Ag、2H_+2e_=H$_2$↑,
阳极发生4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑,以此进行计算.
解答:
解:铂电极为惰性电极,电解HNO$_3$与AgNO$_3$ 的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况),
n(气体)=$\frac {2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol,
由阳极发生4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑可知,生成0.1molO$_2$转移0.4mol电子,
根据电子守恒可知,阴极转移0.4mol电子,则
2H_+2e_ =H$_2$↑
0.2mol 0.1mol
2Ag_+2e_ =2Ag
0.2mol 0.2mol
即n(Ag_)=0.2mol,
则原混合溶液中Ag_的物质的量浓度为$\frac {0.2mol}{0.1L}$=2mol/L,
故选B.
点评:
本题考查电解原理及氧化还原反应的计算,明确发生的电极反应及电子守恒是解答本题的关键,注意阴极银离子先放电为解答的易错点,题目难度中等.
用石墨作电极电解4mol•L_的 CuSO$_4$溶液,当c(Cu_)为0.1mol•L_时,停止电解,向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状态( )
分析:
用石墨作电极电解 CuSO$_4$溶液,铜离子未完全放电,电解总反应式为:2CuSO$_4$+2H$_2$O$\frac {电解 .}{}$2Cu+O$_2$ ↑+2H$_2$SO$_4$,析出的物质相当于CuO,使电解后溶液恢复至原来状态应加入析出的物质,且能与硫酸反应.
解答:
解:用石墨作电极电解 CuSO$_4$溶液,铜离子未完全放电,电解总反应式为:2CuSO$_4$+2H$_2$O$\frac {电解 .}{}$2Cu+O$_2$ ↑+2H$_2$SO$_4$,析出的物质相当于CuO,加入适量的CuO可以使电解后溶液恢复至原来状态,加入Cu(OH)$_2$时,与硫酸反应生成水的量比电解时多,而硫酸铜不能与硫酸反应,
故选:D.
点评:
本题考查了电解原理,明确阴阳极上析出的物质是解本题关键,从而确定应该加入的物质,加入碳酸铜也可以,可以可作是CuO.CO$_2$,二氧化碳以气体形式逸出,还相当于加入的是CuO.
用Pt电极电解CuSO$_4$溶液,当电路中通过0.4mol电子时,阴阳两极产生相同体积的气体,若电解后溶液体积为4L,则电解后溶液的pH为( )
分析:
用Pt电极电解CuSO$_4$溶液,发生2CuSO$_4$+2H$_2$O$\xlongequal[]{电解}$2Cu+O$_2$↑+2H$_2$SO$_4$,只在阳极产生气体,由阴阳两极产生相同体积的气体,还发生2H$_2$O$\xlongequal[]{电解}$2H$_2$↑+O$_2$↑,结合转移的电子数来计算解答.
解答:
解:由2H$_2$O$\xlongequal[]{电解}$2H$_2$↑+O$_2$↑~4e_,
2 1 4
0.2mol 0.1mol 0.4mol
则2CuSO$_4$+2H$_2$O$\xlongequal[]{电解}$2Cu+O$_2$↑+2H$_2$SO$_4$,
0.1mol 0.2mol
即当电路中通过0.4mol电子时,阴阳两极产生相同体积的气体时,生成n(H$_2$SO$_4$)=0.2mol,
所以n(H_)=0.4mol,
则c(H_)=$\frac {0.4mol}{4L}$=0.1mol/L,
所以pH=1,故选D.
点评:
本题考查电解的计算,明确发生的电解反应及反应中转移的电子数即可解答,注意阳极、阴极产生的气体体积相同是解答本题的关键,题目难度中等.
以惰性电极电解一定量的CuSO$_4$溶液,若阳极上产生气体的物质的量为0.01mol,则阴极上析出Cu的质量可能为( )
分析:
根据电解原理和溶液中的阴阳离子的放电顺序,书写阴阳极的电极反应,结合电极上电子转移相同进行计算;
解答:
解;以惰性电极电解CuSO$_4$溶液,在阳极上氢氧根离子放电生成氧气物质的量为0.01mol,阴极上铜离子得到电子析出金属铜,
阳极电极反应:4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑;阴极电极反应:2Cu_+4e_=2Cu;
根据电子守恒,若电子转移全部在氧气和铜之间存在,得到:O$_2$~2Cu~4e_ 0.01mol 0.02mol
阴极析出铜的质量=0.02mol×64g/mol=1.28g;
若阴极上铜离子得到电子后,溶液中的氢离子得到电子放氢气,则阴极上析出Cu的质量可能为1.00g;
故选A.
点评:
本题考查了电解原理的应用,关键是正确书写电极反应判断生成产物,结合电子守恒进行有关计算,难度中等.
在标准状况下,用铂电极电解CuSO$_4$溶液,当阴极产生12.8g铜时,阳极放出的气体是( )
分析:
惰性电极电解硫酸铜溶液,阳极电极反应:4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑,阴极电极反应:Cu_+2e_=Cu,根据生成铜的质量结合电子守恒计算产生氧气的量即可.
解答:
解:用铂电极电解CuSO$_4$溶液,阴极电极反应:Cu_+2e_=Cu,阳极电极反应:4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑,当阴极产生12.8g即0.2mol铜时,转移电子是0.4mol,此时阴极上产生氧气的物质的量是0.1mol,即标准状况下体积是2.24L.
故选D.
点评:
本题考查学生电解池的工作原理以及电极反应式的书写和电子守恒的计算知识,注意知识的归纳和梳理是关键,难度中等.
以惰性电极电解CuSO$_4$溶液.一段时间后取出电极,加入9.8g Cu(OH)$_2$后溶液与电解前相同,则电解时电路中流过的电子为( )
分析:
根据电解池的工作原理,要想让电解后的电解质复原,则遵循的原则是:出什么加什么,加入 Cu(OH)$_2$后溶液与电解前相同,则铜离子和氢氧根放电.
解答:
解:以惰性电极电解CuSO$_4$溶液的电解原理方程式是:2Cu_+2H$_2$O$\xlongequal[]{通电}$2Cu+4H_+O$_2$↑,加入9.8g (即0.1mol)Cu(OH)$_2$(相当于CuO和H$_2$O)后溶液与电解前相同,根据铜元素守恒,所以析出金属铜的物质的量是0.1mol,阴极反应是:2Cu_+4e_→2Cu,当析出金属铜的物质的量是0.1mol时,则转移的电子是0.2mol,当电解掉0.1mol水时,转移电子是0.2mol,总共转移电子是0.4mol.
故选D.
点评:
本题考查学生电解池的工作原理,注意电子守恒思想的应用,可以根据所学知识进行回答,难度不大.
下列有关用惰性电极电解AgNO$_3$溶液一段时间后的说法错误的是( )
分析:
用惰性电极电解AgNO$_3$溶液,溶液中的阴离子在阳极放电,阴极离子的放电顺序为氢氧根离子>硝酸根离子;溶液中的阳离子在阴极的放电,放电顺序为银离子>氢离子,
则4AgNO$_3$+2H$_2$O$\xlongequal[]{电解}$4Ag+O$_2$↑+4HNO$_3$,以此来解答.
解答:
解:A.电解过程中阴极银离子放电,生成单质Ag,则阴极质量增加,故A正确;
B.由4AgNO$_3$+2H$_2$O$\xlongequal[]{电解}$4Ag+O$_2$↑+4HNO$_3$,生成硝酸,溶液的酸性增强,pH不断降低,故B正确;
C.由电解反应可知,从溶液中析出单质Ag和氧气,则可向溶液中加入适量的Ag$_2$O固体可使溶液恢复电解前的状况,故C正确;
D.电解时只有阳极生成氧气,故D错误;
故选D.
点评:
本题考查电解原理律,明确离子的移动方向及离子的放电顺序是解答本题的关键,难度不大.
用石墨作电极电解AgNO$_3$溶液.通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的( )
分析:
用惰性电极电解硝酸银溶液时,阳极上氢氧根离子放电,阴极上银离子放电,根据“析出什么加入什么”的原则确定加入的物质.
解答:
解:用惰性电极电解硝酸银溶液时,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上银离子放电生成银单质,所以析出的物质相当于氧化银,要使电解质溶液恢复到起始状态,则应该加入适量的氧化银,
故选:C.
点评:
本题考查了电解原理,明确阴阳极上析出的物质是解本题关键,根据“析出什么加入什么”的原则分析解答即可,难度不大.
用铂电极电解100mL HNO$_3$与 AgNO$_3$ 的混合液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况),则要使溶液复原应加入( )
分析:
铂电极为惰性电极,电解HNO$_3$与AgNO$_3$ 的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况),阴极发生2Ag_+2e_=2Ag、2H_+2e_=H$_2$↑,阳极发生4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑,以此进行分析判断.
解答:
解:铂电极为惰性电极,电解HNO$_3$与AgNO$_3$ 的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况),
n(气体)=$\frac {2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol,
由阳极发生4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑可知,生成0.1molO$_2$转移0.4mol电子,
根据电子守恒可知,阴极转移0.4mol电子,则
2H_+2e_=H$_2$↑
0.2mol 0.1mol
2Ag_+2e_=2Ag
0.2mol 0.2mol
即n(Ag_)=0.2mol,
电解过程是电解硝酸银和水,电解水物质的量0.2mol,电解硝酸银0.2mol,所以需要加入0.2molAgOH可以恢复溶液浓度;
故选D.
点评:
本题考查电解原理及氧化还原反应的计算,明确发生的电极反应及电子守恒是解答本题的关键,注意恢复溶液浓度的原则是出什么加什么的原则分析应用,题目难度中等.
用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液.电解结束后,向剩余电解液中加适量水,能使溶液和电解前相同的是( )
分析:
电解结束后,向剩余电解液中加适量水,能使溶液和电解前相同,应为电解水型的电解,电解时阳极反应为:4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑,阴极反应为:4H_+4e_=2H$_2$↑,可为电解含氧酸溶液、强碱溶液或活泼金属的含氧酸盐溶液,以此解答该题.
解答:
解:A.电解AgNO$_3$,阳极析出Ag,阴极生成O$_2$,要使溶液恢复到原来的浓度,应加入Ag$_2$O,故A错误;
B.电解HCl,阳极生成氯气,阴极生成氢气,实际为电解本身,电解后加入水不可恢复到原来的浓度,故B错误;
C.电解NaOH,阳极生成氧气,阴极生成氢气,实际为电解水,电解后加入水可恢复到原来的浓度,故C正确;
D.电解NaCl,生成NaOH、H$_2$、Cl$_2$,加盐酸显然不能恢复电解前的状态,应通入适量的HCl气体,故D错误.
故选C.
点评:
本题考查电解原理,侧重于电解水型的考查,题目难度不大,注意阴阳离子的放电顺序,把握电解特点和规律.