从H+、K+、Cu2+、Cl-、SO中选取适当的离子组成符合下列情况的电解质,进行电解(阳离子只能使用一次)。
(1)以碳棒为电极进行电解,电解质的物质的量减少,水的物质的量保持不变,两极都有气体生成,气体体积相同,则该电解质的化学式为____________,电解的阴极反应____________,电解的阳极反应________________________,电解的总方程式是______________________。
(2)以铂丝为电极进行电解,水的物质的量减少,电解质的物质的量保持不变,两极都有气体生成,气体体积比为2:1,则该电解质的化学式为____________________,阴极反应式为____________________,阳极反应式为___________________________。
(3)惰性电解,电解质的物质的量减少,水的物质的量也减少,pH下降,则电解质的化学式为____________,电解的总方程式为__________________________________。
10分(每空1分,最后一空2分)
(1)HCl ;2H++2e-=H2↑ ;2Cl--2e-=Cl2↑ ; 2HClH2↑+Cl2↑
(2)K2SO4 ;4H++4e-=2H2↑ ;4OH--4e-=2H2O+O2↑
(3)CuSO4 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
题目分析:阳离子放电顺序为Cu2+>Na+>H+,阴离子放电顺序为Cl->OH->SO42-。
(1) 电解质的物质的量减少,水的物质的量保持不变,两极都有气体生成,气体体积相同,说明电解的HCl,铜离子、氯离子放电,则电解质质量减小,水量不变,故电解质的化学式为HCl,电解的阴极反应为2H++2e-=H2↑,电解的阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,电解的总方程式是2HClH2↑+Cl2↑。
(2) 以铂丝为电极进行电解,水的物质的量减少,电解质的物质的量保持不变,两极都有气体生成,气体体积比为2:1,说明电解的是)K2SO4,氢离子、氢氧根离子放电,则电解质质量不变,水量减少,故该电解质的化学式为K2SO4,阴极反应式为4H++4e-=2H2↑,阴极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑。
(3)惰性电解,电解质的物质的量减少,水的物质的量也减少,pH下降,说明电解的是CuSO4,则铜离子、氢氧根离子(或氯离子、氢离子)放电,所以电解质和水量都减少,故电解质的化学式为CuSO4,电解的总方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。
点评:本题考查电解原理,明确离子的放电顺序是解答本题的关键,注意电极材料与发生的电极反应即可解答,题目难度大。