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    将1L一定浓度的CuSO4溶液，用a、b两个石墨电极电解，当a极上产生22.4L（标准状况）气体时，b极上有金属析出。然后将a、b极电源反接，继续通直流电，当b极上又产生22.4L（标准状况）气体时，溶液质量共减少227g，求：

    （1）a极上产生22.4L（标准状况）气体时，b极增加的质量；

    （2）求原溶液的物质的量浓度。

     

    答案：
    解析：

    当用惰性电极电解CuSO4溶液时，其总反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，阴极（b）反应：2Cu2++4e-=2Cu，阳极（a）反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑。当反接电源时，电解池的阴极、阳极发生相应的变化，且原先附着在石墨上的Cu此时成了阳极，参加电极反应。当电源反接后，b极又产生1mol O2，则溶液质量减少2´64´2+32´2=320>227，故反应后CuSO4中Cu2+已放电完毕，a极上亦有H+放电。设电解CuSO4 x mol，电解水y mol。

    2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4

      x                x  

    2H2O2H2↑+O2↑

     y          y   

    则    x+y=2  ①

    80x+18y=67  ②

    联立①、②得x=0.5mol

    n(Cu2+)=2mol+0.5mol=2.5mol

     


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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2012?天津模拟）甲醇是一种可再生能源，用途广泛，一种由甲醇、氧气以及强碱溶液制成的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的10倍．回答下列有关问题：
    （1）工业上有一种生产甲醇的反应：
    CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1
    在某温度下，容积均为1L的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，经10秒钟后达到平衡，达到平衡时的有关数据如下表：
    容器 A B
    反应物投入量 1mol CO2（g）和3mol H2（g） 1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g）
    CH3OH（g）浓度（mol?L-1） c1 c2
    反应能量变化 放出29.4kJ 吸收akJ
    ①从反应开始至达到平衡时，A中用CO2来表示的平均反应速率为
    0.06mol/（L?S）
    0.06mol/（L?S）
    ．
    ②该温度下，反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g） 的化学平衡常数的值为
    0.12
    0.12
    ．
    ③a=
    19.6
    19.6
    ．
    ④下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是
    BC
    BC
    ．
    A．升高温度        B．充入氢气
    C．将水蒸气从体系中分离    D．用更有效的催化剂
    （2）某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，其装置如图1：

    ①写出甲中通入甲醇一极的电极反应式
    CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
    CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
    ．
    ②图2中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出电解开始时铁极上的电极反应式
    Cu2++2e-=Cu
    Cu2++2e-=Cu
    ；
    t1后石墨电极上的电极反应式
    4OH--4e-=O2↑+2H2O
    4OH--4e-=O2↑+2H2O
    ；计算在t2时所得溶液的pH为（忽略电解前后溶液体积的变化）
    1
    1
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2011?太原二模）已知A～N分别代表一种物质，它们之间的转化关系如图所示（部分反应的反应条件和生成物已略去）．A、B、C分别是由短周期元素组成的单质，A是金属，D是无色液体．F是一种离子化含物，其阴阳离子的个数比为1：3，且能与水反应得到两种碱．反应①是实验室检验某离子的方法，反应②是工业、生产N的重要反应．请回答下列问题：
    （1）B元素在元素周期表中的位置是
    第二周期第ⅥA族
    第二周期第ⅥA族
    ，F的电子式是
    ．
    （2）写出反应①的离子方程式：
    NH4++OH-
      △  
    .
     
    NH3↑+H2O
    NH4++OH-
      △  
    .
     
    NH3↑+H2O

    （3）Cu与足量的N的浓溶液反应得到的产物主要是M不是L，其原因是
    NO+2HNO3（浓）═3NO2+H2O
    NO+2HNO3（浓）═3NO2+H2O

    （请用上图所示关系中反应的化学方程式回答）．
    （4）选择性催化还原（SCR）是在有催化剂的条件下将M转变为无毒的物质，这是目前国外进行尾气治理遍采用的一种方法．亚铬酸铜（Adkin偿化剂）是极好的M催化还原的催化剂，是铜和铬的复合氧化物，成分不固定，如：aCuO?bCr2O3等，统称为亚铬酸铜．
    CuNH4（OH）CrO4在295℃分解生成复合的氧化物（催化剂）、氮气及水，写出该反应的化学方程式：
    2CuNH4（OH）CrO4
      △  
    .
     
    2CuO．Cr2O3+N2↑+5H2O
    2CuNH4（OH）CrO4
      △  
    .
     
    2CuO．Cr2O3+N2↑+5H2O
    ．
    （5）已知一定温度（＞100℃）下，反应②的平衡常数为1．将0.8mol K和1.1mol B放入容积为1L的封闭容器中，发生反应②，一段时间后L的浓度为0.4mol/L，此时反应v正
    ＞
    ＞
    v逆（填“＞”、“＜”或“=”）． 当反应到达平衡后，保持温度不变，再加入一定物质的量的B，重新达到平衡，则L的平衡浓度
    增大
    增大
    （填“增大”、“不变”或“减小”），B的转化率
    降低
    降低
    ．（填“升高”、“不变”或“降低”），L的体积分数
    无法确定
    无法确定
    （填“增大”、“不变”、“减小”或“无法确定”）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    已知B是一种由三种短周期（各位于不同周期）元素组成的正盐，该盐在常用锌锰干电池中做电解质；Y在常温下为液态，E的相对分子质量比D大16，它们存在如下转化关系（反应条件及部分产物已略去）：精英家教网
    请回答下列问题：
    （1）B的化学式为
     
    ；F与Cu反应的离子方程式为_
     
    ；
    （2）C可与过量的Cl2 反应生成HCl和物质A，A可发生水解反应生成NH3和HClO，则C与过量Cl2反应的化学方程式为
     
    ，反应中的还原剂为
     
    ；精英家教网
    （3）D气体和CO都是汽车尾气的主要成分，降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：
    2D（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）；△H＜0．若在一定温度下，将1.4mol D、1.2mol CO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示．
    ①该反应的化学平衡常数为 K=
     
    ；
    ②若保持温度不变，20min 时再向容器中充入CO、N2各0.8mol，平衡将
     
     移动（填“向左”、“向右”或“不”）
    ③20min时，若改变反应条件，导致CO浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是
     
    （填序号）；
    a．缩小容器体积   b．增加CO2 的量    c．升高温度   d．加入催化剂．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    Fe、Cu、Al是常见的金属元素，按要求回答下列问题：
    （1）向氯化铜溶液中加入一定量的铁粉和铝粉混合物，充分反应后，下列情况可能出现的是______（填编号）
    a．溶液中有Cu2+、Fe2+、Al3+，不溶物为Cu
    b．溶液中有Fe2+、Al3+，不溶物为Cu、Fe
    c．溶液中有Fe3+、Al3+，不溶物为Cu
    d．溶液中有Fe2+，不溶物为Cu、Al
    （2）将一定质量的铁、铝、铜合金，加入1L 一定物质的量浓度的硝酸中，完全溶解，测得溶液中（忽略溶液体积的变化） c（H+）=0.5mol/L，c（Cu2+）=0.3mol/L，c（Al3+）=0.2mol/L，c（NO3-）=2mol/L，则混合物中铁的质量为______．
    （3）在硫酸铜溶液中加入碘化钾溶液，有白色沉淀生成，溶液的颜色则由蓝色变为深黄色，经分析证明白色沉淀是碘化亚铜，该反应的离子方程式为______．
    （4）Li-Al/FeS是一种可充电电池，电池中用含Li+导电固体作为电解质，在工作过程中Li+的物质的量保持不变，其正极的电极反应式为：2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe，则电池的负极反应式为______．充电时，阳极发生反应的物质是______．用该电池作电源，组成如图所示装置（a、b、c、d均为石墨电极）．电解后向甲中加入适量的______（填物质化学式），可以使溶液恢复到原来状态，当500mL乙溶液的pH为13时，在b极上生成物质的质量为______．

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    科目：高中化学 来源：山东省模拟题 题型：填空题

    Fe、Cu、Al是常见的金属元素，按要求回答下列问题：
    （1）向氯化铜溶液中加入一定量的铁粉和铝粉混合物，充分 反应后，下列情况可能出现的是________(填编号)
    a．溶液中有Cu2+ 、Fe2+ 、Al3+ ，不溶物为Cu
    b．溶液中有Fe2+ 、Al3+ ，不溶物为Cu、Fe
    c．溶液中有Fe3+ 、Al3+ ，不溶物为Cu
    d．溶液中有Fe2+ ，不溶物为Cu、Al
    （2）将一定质量的铁、铝、铜合金，加入1L 一定物质的量浓度的硝酸中，完全溶解，测得溶液 中(忽略溶液体积的变化) c（H+）=0.5mol/L， c（Cu2+）=0.3mol/L，c（Al3+）=0.2mol/L，c（NO3-）=2mol/L，则混合物中铁的质量为_________。
    （3）在硫酸铜溶液中加入碘化钾溶液，有白色沉淀生成，溶液的颜色则由蓝色变为深黄色，经分析证明白色沉淀是碘化亚铜，该反应的离子方程式为_________。
    （4）Li－Al/FeS是一种可充电电池，电池中用含Li＋导电固体作为电解质，在工作过程中Li+的物质的量保持不变,其正极的电极反应式为:2Li++FeS+2e－＝Li2S+Fe，则电池的负极反应式为__________。充电时，阳极发生反应的物质是________。用该电池作电源，组成如图所示装置(a、b、c、d均为石墨电极)。
    电解后向甲中加入适量的________(填物质化学式)，可以使溶液恢复到原来状态，当500mL乙溶液的pH为13时，在b极上生成物质的质量为_________。 

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