Question

分别回答下列问题．
（1）从H⁺、Na⁺、Cu²⁺、Cl^-、S

O

2- 4

中选出两种离子组成电解质，按下列要求进行电解（使用惰性电极），将电解质的化学式填空：（只写出一种即可）
①电解过程中溶液颜色变浅且水量不变

CuCl₂

；
②电解过程中电解质含量不变，水量减少

H₂SO₄或Na₂SO₄

；
③电解过程中，两极析出气体的体积比为1：1

HCl或NaCl

．
（2）①用惰性电极电解硫酸铜溶液，若阴极上有1.6克铜析出，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积约为

0.28L

；
②用铂电极电解0.02mol/L硫酸铜溶液，直至铜完全析出，所得溶液中氢离子浓度为（忽略溶液体积的变化）

0.04mol/L

；
③已知下列两个热化学方程式2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H=-571.6KJ；C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（1）△H=-2220.0kJ实验测得，5mol氢气和丙烷的混合气体完全燃烧时放热3847kJ，则混合气体中氢气与丙烷的体积比是

3：1

．
（3）如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NaCl溶液，乙试管为稀醋酸溶液，数天后观察到的现象
是

U形管左端液面上升，右边液面下降

，甲中正极反应为

O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-

，乙中正极反应为

2H⁺+2e^-=H₂↑

．

Answer 1

分析：（1）①惰性电极电解CuCl₂溶液时，溶液颜色变浅，水量不变；
②惰性电极电解H₂SO₄（或Na₂SO₄）溶液时，电解质质量不变，水量减少；
③电解过程中，两极析出气体的体积比为1：1，应分别生成氢气和氯气；
（2）电解硫酸铜溶液，阳极发生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，阴极发生Cu²⁺+2e^-=Cu，以此解答①②，根据反应热计算混合物；
（3）甲发生吸氧腐蚀，乙发生析氢腐蚀．

解答：解：（1）因阳离子放电顺序为Cu²⁺＞Na⁺＞H⁺，阴离子放电顺序为Cl^-＞OH^-＞SO₄^2-，
①惰性电极电解CuCl₂溶液时，铜离子、氯离子放电，则电解质质量减小，溶液颜色变浅，水量不变，故答案为：CuCl₂；
②惰性电极电解H₂SO₄（或Na₂SO₄）溶液时，氢离子、氢氧根离子放电，则电解质质量不变，水量减少，故答案为：H₂SO₄或Na₂SO₄；
③电解过程中，两极析出气体的体积比为1：1，应分别生成氢气和氯气，应为HCl或NaCl，故答案为：HCl或NaCl；
（2）电解硫酸铜溶液，阳极发生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，阴极发生Cu²⁺+2e^-=Cu，
①若阴极上有1.6克铜析出，n（Cu）=

1.6g

64g/mol

=0.025mol，则转移电子为0.05mol，阳极生成n（O₂）=

1

4

×0.05mol=0.0125mol，
V（O₂）=0.0125mol×22.4L/mol=0.28L，故答案为：0.28L；
 ②用铂电极电解0.02mol/L硫酸铜溶液，直至铜完全析出，由2H⁺～2OH^-～Cu²⁺可知，所得溶液中氢离子浓度为0.04mol/L，
故答案为：0.04mol/L；
 ③设混合气体中含有xmol氢气，则丙烷为（5-x）mol，则有

571.6

2

x+（5-x）×2220.0=3847，解之得x=3.75，
则混合气体中氢气与丙烷的体积比为3.75：1.25=3：1，
故答案为：3：1；
（3）甲发生吸氧腐蚀，正极反应为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，乙发生析氢腐蚀，正极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，可观察到U形管左端液面上升，右边液面下降，
故答案为：U形管左端液面上升，右边液面下降；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；2H⁺+2e^-=H₂↑．

点评：本题考查较为综合，涉及电解原理和化学反应与能量的变化、金属的腐蚀与防护等知识，主要是考查学生对电解原理应用的了解掌握情况，有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生的学习效率．该题需要明确的是在判断电解产物时，首先判断阳极电极材料．如果是活性电极，则电极本身失去电子．如果是惰性电极，则溶液中的阴离子失去电子．而阴极是溶液中的阳离子得到电子，所以需要熟练记住常见离子的放电顺序，题目难度不大．