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将两个铂电极插入500
mL
CuSO4溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重0.064
g(设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化),此时溶液中氢离子浓度约为( )
A.4×10-3 mol·L-1 C.1×10-3 mol·L-1
B.2×10-3 mol·L-1 D.1×10-7 mol·L-1
解析:阴极反应:Cu2++2e-===Cu,增重0.064 g应是Cu的质量,设生成H+
的物质的量为x,根据总反应方程式:
电解
2Cu2++2H2O=====2Cu+O2↑+4H+ 2×64 g 4 mol 0.064 g x x=0.002 mol
0.002 mol
c(H)==4×10-3 mol·L-1。
0.5 L
+
答案:A
2.两个惰性电极插入500
mL
AgNO3溶液中,通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解过程中阴极没有H2放出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计),电极上析出银的质量最大为( )
A.27 mg C.106 mg
B.54 mg D.216 mg
解析:首先结合离子放电顺序,弄清楚两极的反应:阳极:4OH--4e-===O2↑电解
+2H2O;阴极:4Ag++4e-===4Ag,电解的总反应式为4AgNO3+2H2O=====4Ag+O2↑+4HNO3。由电解的总反应式可知,电解过程中生成的n(Ag)=n(HNO3)=n(H
+
)=(10-3 mol·L-1-10-6 mol·L-1)×0.5 L≈5×10-4 mol,m(Ag)=5×10-4 mol×108
g·mol-1=0.054 g=54 mg。
答案:B 3.500
mL
NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO
-3
)=0.3
mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到气体1.12 L(标准状况下),假定电解后溶液体积仍为500 mL,下列说法正确的是( )
A.原混合溶液中c(Na+)=0.2 mol·L-1 B.电解后溶液中c(H+)=0.2 mol·L-1 C.上述电解过程中共转移0.4 mol电子 D.电解后得到的Cu的物质的量为0.1 mol
解析:阳极是阴离子放电(放电能力:OH->NO-3),根据题给信息,阳极一定是OH-放电,生成0.05 mol氧气,转移0.2 mol电子;阴极离子放电能力:Cu2+>H+>Na
+
,所以Cu2+先放电,然后是H+放电,阴极生成0.05 mol氢气时,转移0.1 mol电
子,根据得失电子守恒知,Cu2+转移0.1 mol电子,n(Cu2+)=0.05 mol。所以原溶液中n[Cu(NO3)2]=0.05 mol,n(NO-3)=0.3 mol·L-1×0.5 L=0.15 mol,n(NaNO3)=0.05 mol。原混合溶液中c(Na+)=0.1 mol·L-1,A项错误;结合以上分析及电解总方程式电解
Cu2++2H2O=====Cu+H2↑+O2↑+2H+可知,生成0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.1 mol
0.05 mol H2和0.1 mol H,电解后溶液中c(H)==0.2 mol·L-1,B项正确;
0.5 L
+
+
D项错误;上述电解过程中共转移0.2 mol电子,C项错误。
答案:B
4.用惰性电极电解一定浓度CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是( )
A.电解过程中阴极没有气体生成
B.电解过程中转移的电子的物质的量为0.4 mol C.原CuSO4溶液的浓度为0.1 mol·L-1
D.电解过程中阳极收集气体体积为1.12 L(标准状况下)
解析:加入0.1 mol Cu(OH)2相当于加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O,故CuSO4