Question

分別回答下列問題．
（1）從H⁺、Na⁺、Cu²⁺、Cl^-、S

O

2- 4

中選出兩種離子組成電解質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解（使用惰性電極），將電解質(zhì)的化學(xué)式填空：（只寫出一種即可）
①電解過程中溶液顏色變淺且水量不變

CuCl₂

；
②電解過程中電解質(zhì)含量不變，水量減少

H₂SO₄或Na₂SO₄

；
③電解過程中，兩極析出氣體的體積比為1：1

HCl或NaCl

．
（2）①用惰性電極電解硫酸銅溶液，若陰極上有1.6克銅析出，則陽極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為

0.28L

；
②用鉑電極電解0.02mol/L硫酸銅溶液，直至銅完全析出，所得溶液中氫離子濃度為（忽略溶液體積的變化）

0.04mol/L

；
③已知下列兩個(gè)熱化學(xué)方程式2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H=-571.6KJ；C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（1）△H=-2220.0kJ實(shí)驗(yàn)測(cè)得，5mol氫氣和丙烷的混合氣體完全燃燒時(shí)放熱3847kJ，則混合氣體中氫氣與丙烷的體積比是

3：1

．
（3）如圖所示，甲、乙兩試管中各放一枚鐵釘，甲試管中為NaCl溶液，乙試管為稀醋酸溶液，數(shù)天后觀察到的現(xiàn)象
是

U形管左端液面上升，右邊液面下降

，甲中正極反應(yīng)為

O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-

，乙中正極反應(yīng)為

2H⁺+2e^-=H₂↑

．

Answer 1

分析：（1）①惰性電極電解CuCl₂溶液時(shí)，溶液顏色變淺，水量不變；
②惰性電極電解H₂SO₄（或Na₂SO₄）溶液時(shí)，電解質(zhì)質(zhì)量不變，水量減少；
③電解過程中，兩極析出氣體的體積比為1：1，應(yīng)分別生成氫氣和氯氣；
（2）電解硫酸銅溶液，陽極發(fā)生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，以此解答①②，根據(jù)反應(yīng)熱計(jì)算混合物；
（3）甲發(fā)生吸氧腐蝕，乙發(fā)生析氫腐蝕．

解答：解：（1）因陽離子放電順序?yàn)镃u²⁺＞Na⁺＞H⁺，陰離子放電順序?yàn)镃l^-＞OH^-＞SO₄^2-，
①惰性電極電解CuCl₂溶液時(shí)，銅離子、氯離子放電，則電解質(zhì)質(zhì)量減小，溶液顏色變淺，水量不變，故答案為：CuCl₂；
②惰性電極電解H₂SO₄（或Na₂SO₄）溶液時(shí)，氫離子、氫氧根離子放電，則電解質(zhì)質(zhì)量不變，水量減少，故答案為：H₂SO₄或Na₂SO₄；
③電解過程中，兩極析出氣體的體積比為1：1，應(yīng)分別生成氫氣和氯氣，應(yīng)為HCl或NaCl，故答案為：HCl或NaCl；
（2）電解硫酸銅溶液，陽極發(fā)生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，
①若陰極上有1.6克銅析出，n（Cu）=

1.6g

64g/mol

=0.025mol，則轉(zhuǎn)移電子為0.05mol，陽極生成n（O₂）=

1

4

×0.05mol=0.0125mol，
V（O₂）=0.0125mol×22.4L/mol=0.28L，故答案為：0.28L；
 ②用鉑電極電解0.02mol/L硫酸銅溶液，直至銅完全析出，由2H⁺～2OH^-～Cu²⁺可知，所得溶液中氫離子濃度為0.04mol/L，
故答案為：0.04mol/L；
 ③設(shè)混合氣體中含有xmol氫氣，則丙烷為（5-x）mol，則有

571.6

2

x+（5-x）×2220.0=3847，解之得x=3.75，
則混合氣體中氫氣與丙烷的體積比為3.75：1.25=3：1，
故答案為：3：1；
（3）甲發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，乙發(fā)生析氫腐蝕，正極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，可觀察到U形管左端液面上升，右邊液面下降，
故答案為：U形管左端液面上升，右邊液面下降；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；2H⁺+2e^-=H₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及電解原理和化學(xué)反應(yīng)與能量的變化、金屬的腐蝕與防護(hù)等知識(shí)，主要是考查學(xué)生對(duì)電解原理應(yīng)用的了解掌握情況，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率．該題需要明確的是在判斷電解產(chǎn)物時(shí)，首先判斷陽極電極材料．如果是活性電極，則電極本身失去電子．如果是惰性電極，則溶液中的陰離子失去電子．而陰極是溶液中的陽離子得到電子，所以需要熟練記住常見離子的放電順序，題目難度不大．