Question

【題目】惰性電極電解NaCl溶液或CuSO4溶液都得到三種產物A、B、C，各物質之間的轉化關系如下圖所示（圖中參與反應和生成的水都已略去）。已知甲是短周期元素的單質，它是日常生活中常用的包裝材料。

回答下列問題：

（1）若電解的是NaCl溶液：

①甲與A反應的化學方程式是________________________________。

②E與少量CO2反應的離子方程式是________________________________。

③常溫下，若電解100mL 0.1 mol/L NaCl溶液，陰、陽兩極各產生112mL氣體（標準狀況），則所得溶液的pH為___（忽略反應前后溶液的體積變化及氣體溶于水的影響）。

（2）若電解的是CuSO4溶液，加熱時，A的濃溶液可與B發生反應：

①A的濃溶液與B反應過程中，A的濃度隨時間變化的圖像正確是_________。

②E的化學式是______________；電解時陽極的電極反應式是___________________。

③若CuSO4溶液足量,電解后要恢復原來的濃度可加入 ________。

Answer 1

【答案】 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3- 13 A SO2 4OH- -4e-=O2+2H2O 或2H2O-4e-=O2+4H+ CuO或CuCO3

【解析】（1）電解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2，A+B→E+NaCl，說明A、B為NaOH和Cl2，C為H2，E是NaClO；甲是短周期元素的單質，是日常生活中常用的包裝材料，甲+A→D+H2，則A是NaOH，甲是Al，B是Cl2。

①甲與A反應生成偏鋁酸鈉和氫氣。故答案為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
②E與少量CO2反應，即NaClO與少量CO2反應，生成HClO與HCO3-；

故答案為：ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-。

③常溫下，若電解100mL 0.1mol/LNaCl溶液，陰、陽兩極各產生112mL氣體（標況），即陰陽極分別產生0.005mol H2和Cl2。由2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，可得：

n（OH-）=2n（Cl2）=0.01mol，c（OH-）=0.1mol/L,pH=13。

故答案為：13；

（2）若電解的是CuSO4溶液，生成的產物為Cu、O2和H2SO4，加熱時，A的濃溶液可與B發生反應說明A為H2SO4，B為Cu，C為O2。

①A的濃溶液與B反應過程中，即濃硫酸和Cu反應，隨著反應的進行，硫酸濃度減小，②銅和稀硫酸不發生反應，A的濃度隨時間變化的圖象是開始濃度減小，最后濃度不變。

故答案為：A；
②E是銅和濃硫酸加熱反應生成SO、水和硫酸銅，所以E為SO2，電解時陽極是OH-放電，故電極反應為：4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+。

故答案為：SO2；4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+。

③若CuSO4足量，則陰極產物只有Cu，陽極是O2，且二者物質的量之比為2∶1；若要將溶液恢復到原來的濃度，可加入CuO固體，或者CuCO3固體，CuCO3+2H+=Cu2++H2O+CO2↑）。

故答案為：CuO或CuCO3