Question

【题目】惰性电极电解NaCl溶液或CuSO4溶液都得到三种产物A、B、C，各物质之间的转化关系如下图所示（图中参与反应和生成的水都已略去）。已知甲是短周期元素的单质，它是日常生活中常用的包装材料。

回答下列问题：

（1）若电解的是NaCl溶液：

①甲与A反应的化学方程式是________________________________。

②E与少量CO2反应的离子方程式是________________________________。

③常温下，若电解100mL 0.1 mol/L NaCl溶液，阴、阳两极各产生112mL气体（标准状况），则所得溶液的pH为___（忽略反应前后溶液的体积变化及气体溶于水的影响）。

（2）若电解的是CuSO4溶液，加热时，A的浓溶液可与B发生反应：

①A的浓溶液与B反应过程中，A的浓度随时间变化的图像正确是_________。

②E的化学式是______________；电解时阳极的电极反应式是___________________。

③若CuSO4溶液足量,电解后要恢复原来的浓度可加入 ________。

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）电解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2，A+B→E+NaCl，说明A、B为NaOH和Cl2，C为H2，E是NaClO；甲是短周期元素的单质，是日常生活中常用的包装材料，甲+A→D+H2，则A是NaOH，甲是Al，B是Cl2。

①甲与A反应生成偏铝酸钠和氢气。故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
②E与少量CO2反应，即NaClO与少量CO2反应，生成HClO与HCO3-；

故答案为：ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-。

③常温下，若电解100mL 0.1mol/LNaCl溶液，阴、阳两极各产生112mL气体（标况），即阴阳极分别产生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。

故答案为：13；

（2）若电解的是CuSO4溶液，生成的产物为Cu、O2和H2SO4，加热时，A的浓溶液可与B发生反应说明A为H2SO4，B为Cu，C为O2。

①A的浓溶液与B反应过程中，即浓硫酸和Cu反应，随着反应的进行，硫酸浓度减小，②铜和稀硫酸不发生反应，A的浓度随时间变化的图象是开始浓度减小，最后浓度不变。

故答案为：A；
②E是铜和浓硫酸加热反应生成SO、水和硫酸铜，所以E为SO2，电解时阳极是OH-放电，故电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+。

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

③若CuSO4足量，则阴极产物只有Cu，阳极是O2，且二者物质的量之比为2∶1；若要将溶液恢复到原来的浓度，可加入CuO固体，或者CuCO3固体，CuCO3+2H+=Cu2++H2O+CO2↑）。

故答案为：CuO或CuCO3