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11.500mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=0.3mol•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1.12L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500mL,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+)=0.4mol•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0.05mol

分析 气体的物质的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol,阴极上Cu2+先放电,后H+放电,阳极上OH-放电,当阳极上生成0.05molO2时转移电子物质的量=0.05mol×4=0.2mol,阴极上生成0.05molH2转移电子物质的量=0.05mol×2=0.1mol,则还有0.1mol电子为Cu2+转移的,则n(Cu2+)=$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol,
  A.c(Cu2+)=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L,根据电荷守恒计算c(Na+);
B.前一段时间电解水和硫酸铜,当铜离子完全放电后,只电解水,所以析出铜过程中生成氢离子;
C.根据氧气和转移电子之间关系式计算转移电子物质的量;
D.根据以上分析知,n(Cu2+)=$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol,根据Cu原子守恒计算.

解答 解:气体的物质的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol,阴极上Cu2+先放电,后H+放电,阳极上OH-放电,当阳极上生成0.05molO2时转移电子物质的量=0.05mol×4=0.2mol,阴极上生成0.05molH2转移电子物质的量=0.05mol×2=0.1mol,则还有0.1mol电子为Cu2+转移的,则n(Cu2+)=$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol,
  A.c(Cu2+)=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L,根据电荷守恒得c(Na+)=c(NO3-)-2(Cu2+)=0.3mol/L-2×0.1mol/L=0.1mol/L,故A错误;
B.前一段时间电解水和硫酸铜,当铜离子完全放电后,只电解水,所以析出铜过程中生成氢离子,根据2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$O2↑+2Cu+4H+知,生成n(H+)=2n(Cu)=2×0.05mol=0.1mol,则(H+)=$\frac{0.1mol}{0.5L}$=0.2mol/L,故B错误;
C.根据以上分析知,转移电子物质的量为0.2mol,故C错误;
D.根据以上分析知,n(Cu2+)=$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol,根据Cu原子守恒得n(Cu)=n(Cu2+)=0.05mol,故D正确;
故选D.

点评 本题考查电解原理,为高频考点,明确离子放电顺序是解本题关键,知道各个电极上发生的反应,注意各个物理量之间的关系,题目难度不大.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.一定温度恒容密闭容器,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g)?2C(g)达到平衡的标志的是(  )
①C的生成速率与C的分解速率相等;
②单位时间内amol A生成,同时生成3amol B;
③A、B、C的浓度不再变化;
④混合气体的总压强不再变化;
⑤混合气体的物质的量不再变化;
⑥单位时间消耗amol A,同时生成2amol C;
⑦A、B、C的分子数目比为1:3:2.
A.②⑤⑥B.①③⑥C.②⑥⑦D.②⑤⑥

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2.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O,实验室可用如下装置(略去部分加持仪器)模拟生成过程.
烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+H2S(aq)   (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(l)                 (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3(aq)                   (Ⅲ)
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注,若液柱高度保持不变,则整个装置气密性良好.装置D的作用是防止倒吸.装置E中为NaOH溶液.
(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2:1.
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择c.
a.蒸馏水   b.饱和Na2SO3溶液   c.饱和NaHSO3溶液   d.饱和NaHCO3溶液
实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是控制滴加硫酸的速度.已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清(或浑浊消失).反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器含有ad.
a.烧杯    b.蒸发皿      c.试管      d.锥形瓶
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质.利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论:取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液(或过滤,取滤液)、滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质  
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解:S2O32-+2H+═S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液.

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19.镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充、放电反应按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2O$?_{充电}^{放电}$Cd(OH)2+2Ni(OH)2如果利用该电池精炼铜,则粗铜应连接的极是(  )
A.NiOOHB.Ni(OH)2C.CdD.Cd(OH)2

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6.设NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的是(  )
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16.在下列化学方程式中,标出电子转移的方向和数目.其中第(1)(2)题用双线桥表示,(3)(4)题用单线桥表示.
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(2)3Cl2+6KOH═5KCl+KClO3+3H2O
(3)3Cu+8HNO3═3Cu(NO3)2+2NO+4H2O    
(4)SO2+2H2O+Cl2═H2SO4+2HCl.

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1.二氧化氯(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.请回答下列问题:
(1)工业上制备ClO2的反应原理常采用:2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl.
①浓盐酸在反应中显示出来的性质是B(填序号).
A.只有还原性   B.还原性和酸性   C.只有氧化性   D.氧化性和酸性
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(2)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺.

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