某小组电解K2Cr2O7溶液,研究过程如下:
实验一 电压不同时,用石墨电极电解硫酸酸化的pH=2.5的饱和K2Cr2O7 溶液,实验现象如下:
电压/V | 实验现象 |
2.0 | 阳极缓慢产生少量气泡,阴极没有气泡 |
3.0 | 阳极产生较多气泡,阴极产生少量气泡 |
>5.0 | 两极均快速产生大量气泡,阴极产生气泡的速率约为阳极的2倍 |
(1)阳极产生的气体是______________________。
(2)电压为2.0 V时,阴极区检出Cr3+,结合实验现象判断在阴极放电的主要离子是_______。
(3)电压高于5.0 V时,被电解的主要物质是______________。
实验二 探究其他因素对电解K2Cr2O7溶液的影响。用相同强度的稳恒电流(单位时间内转移的电子数始终相同),分别电解3份500 mL相同浓度的K2Cr2O7溶液,电解时间均为30 min。实验结果如下:
实验序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
电极材料 | 阴极:石墨 阳极:石墨 | 阴极:石墨 阳极:石墨 | 阴极:石墨 阳极:铁 |
加入的物质 | 1 mL浓硫酸 | 1 mL浓硫酸、 少量硫酸铁 | 1 mL浓硫酸 |
电极表面是否产生气泡 | 两极均产生气泡 | 两极均产生气泡 | 阴极:产生气泡 阳极:无明显气泡产生 |
Cr2O72−还原率/% | 12.7 | 20.8 | 57.3 |
阴极变化 | 实验结束后取出电极,仅Ⅰ中阴极上附着银白色固体,经检验为金属Cr |
(4)对比Ⅰ、Ⅱ可知,阴极表面是否析出金属Cr,以及Ⅱ中Cr2O72−的还原率提高均与______填离子符号)有关。
(5)Ⅲ中Cr2O72−还原率较Ⅰ、Ⅱ有较大提高,分析其原因:
①阳极区:阳极反应:_______,进而使Cr2O72−被还原。
②阴极区:由于_______,进而促进了Cr2O72−在阴极区被还原,依据的实验现象是___________。
(6)工业上处理含Cr2O72−的废水,用铁作阳极,控制一定的电压,初始pH为3~4,将Cr2O72−最终转化为难溶的Cr(OH)3除去,结合上述实验,电压不宜过高、pH不宜过小的目的,除节约成本和防止腐蚀设备外,还有__________。
高三化学实验题中等难度题
某小组电解K2Cr2O7溶液,研究过程如下:
实验一 电压不同时,用石墨电极电解硫酸酸化的pH=2.5的饱和K2Cr2O7 溶液,实验现象如下:
电压/V | 实验现象 |
2.0 | 阳极缓慢产生少量气泡,阴极没有气泡 |
3.0 | 阳极产生较多气泡,阴极产生少量气泡 |
>5.0 | 两极均快速产生大量气泡,阴极产生气泡的速率约为阳极的2倍 |
(1)阳极产生的气体是______________________。
(2)电压为2.0 V时,阴极区检出Cr3+,结合实验现象判断在阴极放电的主要离子是_______。
(3)电压高于5.0 V时,被电解的主要物质是______________。
实验二 探究其他因素对电解K2Cr2O7溶液的影响。用相同强度的稳恒电流(单位时间内转移的电子数始终相同),分别电解3份500 mL相同浓度的K2Cr2O7溶液,电解时间均为30 min。实验结果如下:
实验序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
电极材料 | 阴极:石墨 阳极:石墨 | 阴极:石墨 阳极:石墨 | 阴极:石墨 阳极:铁 |
加入的物质 | 1 mL浓硫酸 | 1 mL浓硫酸、 少量硫酸铁 | 1 mL浓硫酸 |
电极表面是否产生气泡 | 两极均产生气泡 | 两极均产生气泡 | 阴极:产生气泡 阳极:无明显气泡产生 |
Cr2O72−还原率/% | 12.7 | 20.8 | 57.3 |
阴极变化 | 实验结束后取出电极,仅Ⅰ中阴极上附着银白色固体,经检验为金属Cr |
(4)对比Ⅰ、Ⅱ可知,阴极表面是否析出金属Cr,以及Ⅱ中Cr2O72−的还原率提高均与______填离子符号)有关。
(5)Ⅲ中Cr2O72−还原率较Ⅰ、Ⅱ有较大提高,分析其原因:
①阳极区:阳极反应:_______,进而使Cr2O72−被还原。
②阴极区:由于_______,进而促进了Cr2O72−在阴极区被还原,依据的实验现象是___________。
(6)工业上处理含Cr2O72−的废水,用铁作阳极,控制一定的电压,初始pH为3~4,将Cr2O72−最终转化为难溶的Cr(OH)3除去,结合上述实验,电压不宜过高、pH不宜过小的目的,除节约成本和防止腐蚀设备外,还有__________。
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已知下列实验事实:①Cr2O3固体既 能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液,又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液;②向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液,再酸化,可得K2Cr2O7溶液;③将K2Cr2O7溶液液滴加到淀粉和KI的混合溶液中,溶液变蓝。下列判断不正确的是( )
A.化合物KCrO2中Cr元素为+3价
B.实验①证明Cr2O3是两性氧化物.
C.实验②证明H2O2既有氧化性又有还原性
D.实验③证明氧化性:Cr2O72->I2
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某兴趣小组利用电解装置,探究“铁作阳极”时发生反应的多样性,实验过程如下。
(1)实验1:用KCl作电解质,一定电压下,按图1装置电解,现象如下:石墨电极上迅速产生无色气体,铁电极上无气体生成,铁逐渐溶解。5 min后U型管下部出现灰绿色固体,之后铁电极附近也出现灰绿色固体,10 min后断开K.按图2进行实验。
①石墨电极上的电极反应式是_____。
②确认灰绿色固体中含有Fe2+的实验现象是_____。
③灼烧晶体X,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。结合平衡移动原理,解释“试管i中析出白色晶体”的原因是_____。
(2)实验2:其他条件不变时,用图3装置重复实验,10 min后铁电极附近溶液依然澄清,断开K,按图4进行实验
①结合图1和图2装置中现象的差异说明盐桥的作用是_____。
②对比图2和图4的现象,解释实验1和2中阳极附近实验现象不同的原因是:_____。
(3)实验3:用KOH作电解质
用图1装置电解浓KOH溶液,观察到铁电极上立即有气体生成,附近溶液逐渐变为淡紫色(),没有沉淀产生。
①铁电极上OH-能够放电的原因是_____。
②阳极生成FeO的总电极反应式是_____。
③某同学推测生成的必要条件是浓碱环境,将图5中的实验方案补充完整,证实推测成立。试剂a:_____、现象b:_____。
(4)根据上述实验,“铁作阳极”时发生反应的多样性与_____有关。
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某兴趣小组利用电解装置,探究“铁作阳极”时发生反应的多样性,实验过程如下。
I.KCl作电解质
(1)一定电压下,按图-1装置电解,现象如下:
石墨电极上迅速产生无色气体,铁电极上无气体生成,铁逐渐溶解。
5min后U型管下部出现灰绿色固体,之后铁电极附近也出现灰绿色固体,10min后断开K。按图-2进行实验。
①石墨电极上的电极反应式是________。
②确认灰绿色固体中含有Fe2+的实验现象是_______。
③灼烧晶体X,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。结合平衡移动原理,解释“试管i中析出白色晶体”的原因是_______。
(2)其他条件不变时,用图-3装置重复实验,10min后铁电极附近溶液依然澄清,断开K。按图-4进行实验
①盐桥的作用是_______。
②与实验I中vi、vii与ii~v中的现象比较,可以得出的结论是(答两点):_______。
II.KOH作电解质
(3)用图-1装置电解浓KOH溶液,观察到铁电极上立即有气体生成,附近溶液逐渐变为淡紫色(),没有沉淀产生。
①铁电极上OH-能够放电的原因是______。
②阳极生成的总电极反应式是______。
③某同学推测生成的必要条件是浓碱环境,将图-5中的实验方案补充完整,证实推测成立。
______
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物质 | 性质 | 物质 | 性质 |
氯化铜 | 浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色 | 氯化亚铜 | 白色 |
氧化亚铜 | 砖红色,在酸性条件下易反应: Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O. Cu2O在空气中灼烧生成CuO | 氢氧化亚铜 | 橙黄色,不稳定 |
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某小组设计电解饱和食盐水的装置如下图,通电后两极均有气泡产生,下列叙述正确的是
A.铜电极附近观察到黄绿色气体 B.石墨电极附近溶液先变红
C.溶液中的Na+向石墨电极移动 D.铜电极上发生还原反应
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某实验小组的同学采用如图所示装置来进行有关化学实验,请填充下列空格。
(1)若U形管中盛有硫酸钠溶液,X、Y电极分别为石墨和铁棒,电解过程中出现的现象是 。
U形管中加入的少量植物油作用是 。
(2)电解一段时间后,某同学将电源反接,此时出现的现象是 。有关的化学方程式为 。
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序号 | 操作 | 现象 |
① | 滴入稀硝酸溶液 | 沉淀溶解,有无色气泡产生,最终得到蓝色溶液. |
② | 滴入稀硫酸溶液 | 橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物,溶液呈现蓝色 |
物质 | 颜色 | 物质 | 颜色 |
氯化铜 | 固体呈棕色,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色 | 氢氧化亚铜(不稳定) | 橙黄色 |
碱式氯化铜 | 绿色 | 氢氧化铜 | 蓝色 |
氧化亚铜 | 砖红色或橙黄色 | 氯化亚铜 | 白色 |
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(8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:如图所示连接装置,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30 s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:
序号 | 操作 | 现象 |
① | 滴入稀硝酸溶液 | 沉淀溶解,有无色气泡产生,最终得到蓝色溶液 |
② | 滴入稀硫酸溶液 | 橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物,溶液呈现蓝色 |
阅读资料:常见铜的化合物颜色如下:
物质 | 颜色 | 物质 | 颜色 |
氯化铜 | 固体呈棕色,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色 | 氢氧化亚铜(不稳定) | 橙黄色 |
碱式氯化铜 | 绿色 | 氢氧化铜 | 蓝色 |
氧化亚铜 | 砖红色或橙黄色 | 氯化亚铜 | 白色 |
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)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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