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题目
题型:不详难度:来源:
由实验得知用电解法将电解液中的金属离子还原为金属单质时,电极所通过的电荷量Q正比于金属的物质的量n和金属离子化合价a的乘积,Q=F·na,其中F是一恒量,称为法拉第常数,它与金属的种类无关(阿伏加德罗常数NA=6.023×1023 mol-1,电子电荷量e=1.6×10-19 C,Cu的摩尔质量:64×10-3 kg·mol-1)。
(1)试求出法拉第常数F(电荷量以库仑为单位,保留三位有效数字)。
(2)如果电解硫酸铜溶液获得1 kg的金属铜,通过电解槽的电荷量是多少?
(3)用电镀的方法在半径为R的铜球表面均匀地镀上很薄的银层,在电镀槽中铜球是阳极还是阴极?另一电极是什么材料?若电流为I,通电时间为t,银的相对原子质量为A,金属银的密度为ρ,求镀层的厚度d。
答案
(1)F=9.64×104 C·mol-1
(2)Q=3.0×106 C
(3)阴极;银;d=
解析
(1)由题意可知F=,其中na乘积为转移的电子的物质的量,所以法拉第常数F的含义是1 mol电子的电荷量,即F=NA×e,代入数据可得
F=NA×e=1.60×10-19C×6.023×1023 mol-1=9.64×104 C·mol-1
(2)1 kg铜的物质的量n=="15.6" mol,铜离子a=2,则电荷量Q=Fna=9.64×104 C·mol-1×15.6 mol×2=3.0×106 C。
(3)由电解原理可知:待镀金属作阴极,镀层金属作阳极。确定铜球是阴极,阳极材料是银。由电解定律可得出通过的电荷量Q=Fna,其中a=1,析出银的物质的量n=
则可推知厚度d=
核心考点
试题【由实验得知用电解法将电解液中的金属离子还原为金属单质时,电极所通过的电荷量Q正比于金属的物质的量n和金属离子化合价a的乘积,Q=F·na,其中F是一恒量,称为法】;主要考察你对原电池原理等知识点的理解。[详细]
举一反三
有两只串联的电解池,甲池盛有CuSO4溶液,乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液,电解时当甲池电极质量增加1.6 g Cu时,乙池析出5.4 g固体,则乙池的溶质可能是(    )
A.AgNO3B.NaNO3C.Mg(NO3)2D.Al(NO3)3

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用惰性电极电解V L MSO4的水溶液,当阴极上有m g金属析出(阴极上无气体产生)时,阳极上产生x L气体(标准状况),同时溶液的pH由原来的6.5变为2.0(设电解前后溶液体积不变)。则M的相对原子质量的表示式为(    )
A.B.C.D.

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(9分)有电解装置如图4-37。图中B装置盛1 L 2 mol·L-1 Na2SO4溶液,A装置中盛1 L 2 mol·L-1 AgNO3溶液。通电后,润湿KI淀粉试纸的C端变蓝色,电解一段时间后,试回答:

图4-37
(1)A中发生反应的化学方程式为______________________________。
(2)在B中观察到的现象是_________________________。
(3)室温下,若从电解开始到时间为t时,A、B装置中共收集到气体0.168 L(标准状况),若电解过程中无其他副反应发生,且溶液体积变化忽略不计,则在t时,A溶液的pH为_______。
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(13分)图4-38中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极,电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后,在c、d两极上共收集到336 mL(标准状态)气体。回答:

图4-38
(1)直流电源中,M__________为极。
(2)Pt电极上生成的物质是________,其质量为________g。
(3)电源输出的电子,其物质的量与b、c、d各电极分别生成的物质的物质的量之比为:_________∶________∶________∶________。
(4)AgNO3溶液的浓度_______,AgNO3溶液的pH________,H2SO4溶液的浓度______,H2SO4溶液的pH______(填增大、减小或不变)。
(5)若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%,则原有5.00%的H2SO4溶液为________g。
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(10分)图4-39是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置。请填空:

图4-39
(1)X的电极名称是_________极,发生的电极反应式为________,Y极的电极材料是_______。检验X极的产物方法是_____________________。
(2)某同学在实验时误将两种电极材料接反,导致X极上未收到预期产物。一段时间后又将两极的连接方式纠正过来,发现X一端出现了白色沉淀,此沉淀是_______(填化学式)。其形成原因是___________,该沉淀在空气中放置,现象是________________________。
(3)工业上电解饱和食盐水的方法之一,是将两个极室用离子交换膜隔开(如图4-40)其目的是_______,阳极室(A处)加入_______,阴极室(B处)加入_______,离子交换膜只许_________离子通过。

图4-40
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