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1、填空题 (17分)铜在工农业生产中有着广泛的用途。
(1)配制CuSO4溶液时需加入少量稀H2SO4,其原因是 (只写离子方程式)。
(2)某同学利用制得的CuSO4溶液,进行以下实验探究。
①图甲是根据反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4设计成铁铜原电池,请图甲中的横线上完成标注。

②图乙中,I是甲烷燃料电池的示意图,该同学想在II中实现铁上镀铜,则应在a处通入 (填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式为 ==4OH-;
若把II中电极均换为惰性电极,电解液换为含有0.1molNaCl溶液400mL,当阳极产生的气体为448mL(标准状况下)时,溶液的pH= (假设溶液体积变化忽略不计)。
(3)电池生产工业废水中常含有毒的Cu2+等重金属离子,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理:当把FeS加入工业废水中后,直至FeS全部转化为CuS沉淀,从而除去溶液中Cu2+。
参考答案:(1)Cu2++2H2O
本题解析:
试题分析:(1)加入稀硫酸是为了抑制Cu2+的水解;(2)图乙在Fe上镀铜,所以Fe作阴极,则连接的为燃料电池的负极,应通入CH4,b极通入O2发生还原反应:O2+4e-+2H2O =4OH-;电解池中均为惰性电极时,阳极的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑ ,阴极反应式为:2H++2e-=H2 ↑ .由电极反应式计算消耗的H+为0.04mol,则生成的OH-为0.04mol,c(OH-)=0.1mol/L,则c(H+)=10-13mol/L,pH=13;(3)应用了难溶电解质的沉淀溶解平衡,溶液中存在溶解平衡:FeS(s)
Fe 2+(aq)+ S 2-(aq),Cu2+与S 2-反应可生成溶度积更小的CuS沉淀,使得上述溶解平衡继续向右移动。
考点:盐类水解、原电池原理及计算、难溶电解质的沉淀溶解平衡。
本题难度:困难
2、选择题 观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是



[???? ]
A.装置①中阳极上析出红色固体
B.装置②的待镀铁制品应与电源正极相连
C.装置③闭合电键后,外电路电子由a极流向b极
D.装置④的X电极是外接电源的正极
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 将含有0.4molCuSO4和0.2molNaCl水溶液1L,用惰性电极电解一段时间后,在一个电极上得到0.3molCu,另一电极上析出气体在标况下的体积为
A.4.48L
B.5.6L
C.6.72L
D.13.44L
参考答案:A
本题解析:
试题分析:根据电解池工作原理,阳离子的放电顺序:c(Cu2+)>c(H+)>c(Na+),阴离子放电顺序:c(Cl-)>c(OH-)>c(SO42-),生成0.3molCu电路中通过0.6mole-,有0.2molCl-失去 0.2mole-,根据得失电子数目守恒,说明水中的OH-参加反应,阴极电极反应式:Cu2++2e-=Cu,阳极电极反应式:2Cl--2e-=Cl2↑,4OH--4e-=O2↑+H2O,生成0.3molCu电路中通过0.6mole-,气体体积=0.2×22.4L=4.48L,选项A正确。
考点:
本题难度:困难
4、选择题 下列各组中,每种电解质溶液在惰性电极条件下电解时只生成氢气和氧气的是( )
A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2
B.NaOH、CuSO4、H2SO4
C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2
D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
参考答案:A.电解HCl生成氢气和氯气,电解CuCl2生成Cu和氯气,
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,合这一情况的是
?
?
| a极板
| b极板
| x电极
| Z溶液
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A
| 锌
| 石墨
| 负极
| CuSO4
|
B
| 石墨
| 石墨
| 负极
| NaOH
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C
| 银
| 铁
| 正极
| AgNO3
|
D
| 铜
| 石墨
| 负极
| CuCl2
参考答案:A
本题解析: 试题分析:通电后发现a极板质量增加,说明a电极是阴极,则X是电源的负极。b极板处有无色无臭气体放出,则b电极是阳极,溶液中的OH-放电,生成的气体是氧气,所以符合条件的是选项A,答案选A。 点评:该题是中等难度的试题,也是高考中的常见题型。试题基础性强,侧重对学生能力的培养和方法、技巧的指导。该题的关键是明确电解池中阴阳离子的放电顺序,然后结合题意灵活运用即可。
本题难度:简单
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