某校化学研究性学习小组的同学探究以铜为电极电解电解质溶液的情况，第一组同学以铜为电极电解饱...

某校化学研究性学习小组的同学探究以铜为电极电解电解质溶液的情况，

第一组同学以铜为电极电解饱和食盐水，探究过程如下：

【实验Ⅰ】如图装置，电源接通后，与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生；与电池正极相连的铜丝由粗变细．电解开始30s内，阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH约为10；随着沉淀量的逐渐增加，橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部，但溶液始终未出现蓝色。

【实验Ⅱ】将实验Ⅰ中试管底部的橙黄色沉淀取出，分装在两支小试管中，沉淀很快转变为砖红色，后续的操作及现象如下：

请回答下列问题：

（1）聚集在试管底部的橙黄色沉淀的化学式为______________．

（2）阳极的电极反应式为______________．

（3）写出实验Ⅱ中①、②的离子方程式：①__________；②__________．

（4）第二组同学将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中，铜片与电源正极相连铂片与电源负极相连，以电流强度1A通电10min，然后反接电源，以电流强度2A继续通电10min．画出下列表示铜电极、铂电极、电解池中产生气体的质量和电解时间的关系图，其中正确的是（　　 ）

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（9分）某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水，探究过程如下：

【实验1】：如右下图装置，电源接通后，与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生；与电池正极相连的铜丝由粗变细。电解开始30s内，阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH约为10。随着沉淀量的逐渐增加，橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部，溶液始终未出现蓝色。

【实验2】：将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出，分装在两

支小试管中，以后的操作和现象如下：

阅读资料：常见铜的化合物颜色如下：

请回答下列问题：

(1)铜的常见正化合价为________、_______，最终试管底部橙黄色沉淀的化学式_______________。

(2) 电解开始30s内，阴极上发生的反应为：________、阳极上发生的反应为：________。

(3)写出实验2中①、②的离子方程式：①_______________；②___________________。

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知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。山大附中高二化学兴趣小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题（所有电极均为石墨）。电解所用的氯化钠溶液需精制，除去有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42﹣及泥沙，其精制流程如下：

已知：①Ca2+、Mg2+开始形成相应氢氧化物沉淀的pH如表。

②Ksp（BaSO4）＝1.1×10﹣10，Ksp（BaCO3）＝2.6×10﹣9，Ksp（CaCO3）＝5.0×10﹣9

（1）盐泥a除泥沙外，还含有___________（填化学式）。

（2）过程I中，NaClO的作用是将NH4+转化为N2，反应的离子方程式为________________。

（3）过程Ⅲ中，沉淀c主要成分的化学式为_____。

（4）过程Ⅳ调pH目的是除去___________（填离子符号）

（5）利用图1装置电解精制氯化钠一段时间后，气球b中的气体是_____（填化学式）

（6）利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分NaClO，则c为电源的_____极；该发生器中反应的总离子方程式为_______________。

（7）二氧化氯（ClO2）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。

①阴极发生的反应有：_______________、__________________________。

②当阳极产生标准状况下112 mL气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为_____。

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某中学课外兴趣小组用惰性电极电解饱和食盐水（含少量Mg²⁺）作系列探究，装置如图所示：

（1）电解时，甲同学发现电极a附近溶液出现浑浊，请用离子方程式表示原因：

___________________________________________________________________________________。

（2）一段时间后，你认为C中溶液可能出现的现象是_________________________________，请用离

子方程式表示原因______________________________________________________。

（3）随着反应的进行，兴趣小组的同学们都特别注意到D中溶液红色逐渐褪去。他们对溶液红色褪去主要原因提出了如下假设，请你完成假设二。

假设一：B中逸出气体与水反应生成的物质有强氧化性，使红色逐渐褪去；

假设二：______________________________________________________________________。

（4）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论：_____________________________________。

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(12分)某化学研究性小组采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)电解饱和食盐水一段时间，并通过实验测定产物的量来判断饱和食盐水的电解率。饱和食盐水的电解率=（电解的氯化钠质量/总的氯化钠质量)×100%

甲方案：利用甲、乙装置测定饱和食盐水的电解率

（1）若饱和食盐水中滴有酚酞，则电解过程中甲装置中的实验现象：　　　　　 　　　　 。

（2）若洗气瓶a中盛放的为足量的氢氧化钠溶液，通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来计算饱和食盐水的电解率，则正确的连接顺序为　　　　 连________（填A、B、C、D、E等导管口），则洗气瓶a中发生反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　 。

乙方案：利用甲、丙装置测定饱和食盐水的电解率

（3）对于乙方案，有同学提出有两种方法都可测得饱和食盐水的电解率

Ⅰ．通过测定硬质玻璃管中氧化铜固体前后质量差来计算饱和食盐水的电解率

Ⅱ．通过测定丙装置中除硬质玻璃管外的某装置前后质量差来计算饱和食盐水的电解率

①一同学认为可以在乙方案方法Ⅱ中的装置中添加一干燥装置防止外界空气中的水蒸气的干扰，则该干燥装置应与 　　　　　　 口连接

a．A　　 　　　　 b．B　　　　　　 c．D　　　　　　 d．E

②另一同学认为乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ测得的实验结论都不正确，你是否同意？请说明理由　 　 　 。

丙方案：只利用甲装置测定饱和食盐水的电解率。

（4）若电解150mL饱和食盐水一段时间，测得溶液的为pH为14，求饱和食盐水的电解率　　　　 （假设电解前后溶液体积不变，饱和食盐水密度约为1．33 g/mL，溶解度为33．0g）。

（5）若往该电解后所得溶液中通入二氧化碳气体2．24L(标准状况)，则所得溶液中各离子浓度大小关系为：　　　　　　　　 。

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(9分)某校研究性学习小组的同学学习完氮的有关物质的性质之后，对氮元素的氢化物NH₃性质的探究。

(1)实验室制取氨气的化学方程式为。

(2)某同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法，想用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气。你认为他能否达到目的？________(填“能”或“否”)，理由是。

(3)该小组的同学设计了如图所示的实验装置(夹持及尾气处理装置未画出)，探究氨气的还原性。

①该装置在设计上有一定缺陷。为保证实验结果的准确性，对该装置的改进措施是

________。

②利用改进后的装置进行实验，CuO变为红色物质，无水CuSO₄变蓝，同时生成一种无污染的气体。氨气与CuO反应的化学方程式为。

③有同学认为NH₃与CuO反应生成的红色物质中可能含Cu₂O。Cu₂O在酸性溶液中Cu⁺歧化生成Cu和Cu²⁺。请设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu₂O

________。

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（10分）某研究性学习小组，为了探究电极与原电池的电解质之间关系，设计了下列实验方案：用铝片、铜片、镁片作电极，分别与下列溶液构成原电池，并接电流表。

（1）若电解质溶液为0.5mol/L硫酸，电极为铜片和铝片，则电流计指针偏向　　 　 （填“铝”或“铜”）。

（2）若用浓硝酸作电解质溶液，电极为铜片和铝片，则电流计指针偏向　　 （填“铝”或“铜”），铝做　　　　 （填“正”或“负”），正极上电极反应式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（3）若电解质溶液为0.5mol/L氢氧化钠溶液，电极为镁片和铝片，则正极发生的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

通过上述实验探究，你受到的启示是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

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（12分）某研究性学习小组，为了探究电极与原电池的电解质之间关系，设计了下列实验方案：用铝片、铜片、镁片作电极，分别与下列溶液构成原电池，并接电流表。

(1)若电解质溶液为0.5mol/L硫酸，电极为铜片和铝片，则电流计指针偏向________（填“铝”或“铜”）。铝片上的电极的反应式为________；

(2)若用浓硝酸作电解质溶液，电极为铜片和铝片，则电流计指针偏向________（填“铝”或“铜”），铝片为________极（填“正”或“负”）。铜极上电极反应式为：________ ,正极上发生的电极反应式为；

(3)若电解质溶液为0.5mol/L氢氧化钠溶液，电极为镁片和铝片，则正极发生的电极反应为________。

通过上述实验探究，你受到的启示是________。

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（10分）某校化学小组的同学以碳棒为电极电解氯化铜溶液时发现阴极碳棒上除了有红色物质析出外,还有少量白色物质析出。为探究阴极碳棒上的附着物,设计了如下过程:

Ⅰ.有关资料

铜的化合物的颜色、性质如下:

Ⅱ．探究实验

（1）提出假设:①红色物质一定有铜,还可能有Cu2O；②根据以上资料，白色物质化学式可能为　　　　　　　　　　　　 。

（2）实验验证:

取电解CuCl2溶液后的阴极碳棒附着物,洗涤、干燥,连接下列装置进行实验,验证阴极产物。

实验结束后,碳棒上的白色物质变为红色,无水硫酸铜不变色。

①碳棒上的红色物质有无Cu2O?　　　 　　(填“有”或“无”),请简要说明的理由：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　;

②在c装置后将气体通入硝酸银溶液中,若出现白色沉淀,可说明提出假设②中的白色物质一定存在，写出装置b中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　。

（3） 由以上实验分析可知：电解CuCl2溶液的阴极上发生的电极反应式为Cu2++2e-Cu和　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。

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