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15.在如图用石墨作电极的电解池中,放入500mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解,观察到A电极表面有红色的固态物质生成,B电极有无色气体生成;当溶液中的原有溶质完全电解后,停止电解,取出A电极,洗涤、干燥、称量、电极增重1.6g.请回答下列问题:
(1)A接的是电源的负极,B是该装置阳极,B电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2
(2)写出电解时反应的总离子方程式2Cu2++2H2O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ 2Cu+O2↑+4H+
(3)电解后溶液的pH为1;要使电解后溶液恢复到电解前的状态,则需加入CuO,其质量为2g.(假设电解前后溶液的体积不变)
(4)MnO2可作超级电容器材料.用惰性电极电解酸性MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的 电极反应式是Mn2++2H2O-2e-═MnO2+4H+..

分析 (1)电解质溶液为蓝色溶液,含有Cu2+,用石墨作电极电解观察到A电极表面有红色的固态物质生成,析出的红色固体为Cu,则A为阴极,连接电源的负极,B为阳极,发生氧化反应,B电极有无色气体生成,溶液中水放电生成氢气;
(2)电解时铜离子、水均放电,反应生成Cu、氧气与氢离子;
(3)计算Cu的物质的量,根据电极反应式计算生成氢离子物质的量,计算溶液中氢离子浓度,再根据pH=-lgc(H+)计算溶液pH;析出的物质相当于CuO,加入CuO可以使电解后溶液恢复到电解前的状态,根据Cu元素守恒计算需要加入CuO的质量;
(4)用惰性电极电解酸性MnSO4溶液可制得MnO2,阳极发生氧化反应,Mn2+失去电子转化为MnO2,由氧元素守恒可知有水参与反应,配平书写电极反应式.

解答 解:(1)电解质溶液为蓝色溶液,含有Cu2+,用石墨作电极电解观察到A电极表面有红色的固态物质生成,析出的红色固体为Cu,则A为阴极,连接电源的负极,B为阳极,发生氧化反应,B电极有无色气体生成,溶液中水放电生成氢气,阳极电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,
故答案为:负;阳;4OH--4e-=2H2O+O2↑;
(2)电解时铜离子、水均放电,反应生成Cu、氧气与氢离子,电解时反应的总离子方程式:2Cu2++2H2O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ 2Cu+O2↑+4H+
故答案为:2Cu2++2H2O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ 2Cu+O2↑+4H+
(3)析出Cu的物质的量为$\frac{1.6g}{64g/mol}$=0.025mol,由2Cu2++2H2O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ 2Cu+O2↑+4H+可知,得到氢离子为0.025mol×2=0.05mol,则c(H+)=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L,溶液pH=-lgc(H+)=1,
析出的物质相当于CuO,加入CuO可以使电解后溶液恢复到电解前的状态,由Cu元素守恒可知,加入CuO为0.025mol,需要加入CuO的质量为0.025mol×80g/mol=2g,
故答案为:1;CuO;2g;
(4)用惰性电极电解酸性MnSO4溶液可制得MnO2,阳极发生氧化反应,Mn2+失去电子转化为MnO2,由氧元素守恒可知有水参与反应,阳极电极反应式为:Mn2++2H2O-2e-═MnO2+4H+
故答案为:Mn2++2H2O-2e-═MnO2+4H+

点评 本题考查电解原理、电解反应式书写、电解有关计算等,侧重考查学生分析能力与计算能力,关键是明确电解工作原理,难度中等.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.由下列微粒的最外层电子排布,能确定形成该微粒的元素在周期表中的位置是(  )
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3.某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究.
(1)提出假设
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(2)设计方案
如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比.

(3)查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应.实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气.请写出该反应的离子方程式:NH4++NO2-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2↑+2H2O.
(4)实验步骤
①按图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;
③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;
④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气.冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g;
⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g.
步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为步骤②中是为了排尽空气;步骤④是为了赶出所有的CO2,确保完全吸收.
(5)数据处理
试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式:2C+Fe2O3 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+CO↑+CO2↑.
(6)实验优化  学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善.
①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是氢氧化钡的溶解度大,浓度大,使二氧化碳被吸收的更完全.
②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善:在尾气出口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置.

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10.根据下列有关图象,说法正确的是(  )
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20.下列说法正确的是(  )
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滴加液体
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