- 电解池
- 共5205题
(8分)右图中电极a、b为Fe物件和Ag片,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336ml(标准状况)气体。回答:
(1)直流电源中,M为_________________极。
(2)欲在Fe物件上镀上一薄层Ag,
①Fe物件应为_________极,(填a或b)
②Fe物件增重_________g。
(3)X溶液为____________,其浓度____________,(填“增大”“减小”或“不变”)
(4)若NaOH溶液的质量分数由5.00%变为5.02%,列式计算原NaOH溶液的质量。
正确答案
(1)正 (2)b 2.16g AgNO3 (aq) 不变 (4)45.18(3分)
略
(16分)海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下:
电渗析法淡化海水示意图如图所示,其中阴(阳)
离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。
①阳极主要电极反应式是 。
②在阴极附近产生少量白色沉淀,其成分有 和CaCO3,
生成CaCO3的离子方程式是 。
③淡水的出口为 (填“a”、“b”或“c”)。
(2)利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下:
①提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化的目的是 ,吸收塔中发生反应的离子方程式是 。解释通空气的目的是 。
②从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是 、过滤、洗涤、干燥。
③依据上述流程,若将10 m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下Cl2的体积为
L(忽略Cl2溶解,溴的相对原子质量:80)。
正确答案
(1)①(2分)2Cl—-2e—=Cl2↑
②(2分)Mg(OH)2 (2分)Ca2++ OH—+HCO3—=CaCO3↓+H2O
③(2分)b
(2)①(1分)对溴元素进行富集 (2分)SO2+Br2+2H2O=4H++2Br—+SO42—
(2分)通入空气将Br2蒸气带出
②(1分)加热浓缩、冷却结晶
③(2分)179.2
试题分析:
(1)①根据海水中离子成分表和放电顺序可知,阳极的反应式2Cl—-2e—=Cl2↑,②阴极的反应式是:2H+ + 2e- =H2 ,氢离子是水电离出来的,氢离子放电过程促进了水的电离,阴极周围OH-浓度增加,与镁离子结合生成Mg(OH)2沉淀,同时生成的OH-与HCO3-生成水和CO32-,CO32-与Ca2+反应生成沉淀;淡水的出口可以从阴阳离子的移动方向看出。
(2)由于海水中的溴离子并不高,所以2次转化的目的是为了提高浓度,即是富集;在流程中找到“吸收塔”,吸收塔中含有的溴与二氧化硫反应,溴的强氧化性会将二氧化硫氧化,所以在溶液中以硫酸根离子形式存在,溴单质被还原后则是溴离子,写方程式时可以先写SO2+ Br2→2Br—+SO42—再根据电原子守恒和电荷守恒,在边补上水,右边补上氢离子,配平就可以了;因为溴易挥发,通入空气可以起到搅拌的作用,最主要是将溴蒸气带出。
②审题“从溶液到晶体”所以要先蒸发浓缩,再冷却结晶。
③由上表可知,Br-的含量为64mg/L,所以在10m3海水所含有的溴离子的物质的量为:
10×1000L×64×10-3g/L÷80g/mol=8mol,根据2Br- + Cl2 = Br2 +2Cl-进行计算得到Cl2在标况下的体积应为89.6L,但由于要进行2次Br-→Br2转化,所以至少要用179.2L。
(10分)如下图所示的装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞液,在F极附近显红色。试回答以下问题:
(1)电源A极的名称是 。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是______________________ ___。
(3)如果收集乙装置中产生的气体,两种气体的体积比是______________。
(4)欲用丙装置给铜镀银,G应该是_______,电镀液的主要成分是_________(填化学式)。
正确答案
(14分)
(1)正极(2分)
(2) 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4(2分)
(3)1 :1(2分)
(4)Ag ; AgNO3(3分)
(5)Y极附近红褐色变深(1分); 氢氧化铁胶粒带正电(2分)
略
A、B、C是三个电解槽,阳极均是Pt电极。A槽是CuCl2做电解液,纯铜片做阴极;B和C两槽以AgNO3溶液做电解液,纯银丝做阴极。先将A和B槽并联,再与C槽串联进行电解。若B槽中银丝质量增加0.108 g,C槽银丝质量增加0.216 g,则A槽中铜片增加的质量为_________________。
正确答案
0.032g
本题是将A、B并联之后再与C串联,根据物理学电流定律可知:IC=IA+IB,可推出各电解池得失的电量关系为:QC=QA+QB。设A槽中铜片增加的质量为x,故有:
解得x="0.032" g
(14分)下图所示装置中,甲、乙两个烧杯分别依次盛放200mL饱和食盐水、足量的AgNO3溶液,a、b、c、d四个电极均为石墨电极。接通电源,经过一段时间后,测得乙中d电极质量增加了2.16g。据此回答问题:
(1)电源的N端为 极;
(2)电极b上发生的电极反应为 ;
(3)电极c上生成的气体在标准状态下的体积: ;
(4)甲溶液的氢氧根离子浓度为 (设溶液体积仍为200mL);
(5)欲在丙烧杯中实现铁的表面镀上一层铜,则电解质溶液为 ,e电极的材料是: ,f电极的电极反应式为 。
正确答案
(14分)(1)负极 (2)2H+ + 2e-H2↑
(3)0.112L (4)0.1 mol·L—1
(5)硫酸铜溶液(含铜离子的溶液)铜棒 Cu2+ + 2e-Cu (每空2分)
略
(16分)四种短周期元素A、B、C、D的性质或结构信息如下。
信息① 原子半径大小:A>B>C>D
信息② 四种元素之间形成的某三种分子的比例模型及部分性质:
请根据上述信息回答下列问题。
(1)①C元素在周期表中的位置 , 请写出BC2分子的电子式____________。
②A元素的单质与物质甲发生反应的离子方程式___________________。
③以Pt为电极,KOH为电解质溶液,两极分别通入乙和C的单质可组成燃料电池,写出电池的电极反应式。负极__________;正极(2)A所在周期中, E元素的单质还原性最强,A、E单质反应得到的化合物M是一种重要的化工原料,如图是电解100ml饱和M溶液的装置,
X、Y都是惰性电极,实验开始时,同时在两边各滴入
几滴酚酞试液,则
①电解池中Y极上的电极反应式 。
检验Y电极反应产物的方法是
②电解一段时间后,若阴极收集到112ml标准状况下的气体,
此时电解液的PH为 (假设电解液的体积保持不变,常温下)
正确答案
16分,每空2分)
(1)①第2周期ⅥA族 ;
② Cl2+H2O H+ + Cl—+HClO
③负极:CH4-8e-+10OH-=CO32- +7H2O 正极:2O2+8e-+4H2O=8OH-
(2)①2Cl—2e-=Cl2↑; 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色。
②13
略
工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料,其中部分原料可用于制备多晶硅。
(1) 右图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图,电解槽阳极产生的气体是 ;NaOH溶液的出口为______(填字母);精制饱和食盐水的进口为_____(填字母);干燥塔中使用的液体干燥剂是____(每空2分)。
(2) 原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加人的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)、③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是 (2分)(填序号)。
(3) 多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同),方法为高温下SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为 (2分)。也可转化为
而循环使用。一定条件下,在200C恒容密闭容器中发生反应:,达平衡后,H2与SiHCL3物质的量浓度分别为0. 140mol/L和0. 020mol/L,若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗纯NaCl的物质的量为_______ (2分)mol。
(4)已知1 g阴极产生的气体在阳极产生的气体中完全燃烧时放出92. 3 kj的热量,则该反应的热化学方程式为: (2分)。
正确答案
(1)氯气(Cl2);___a___ (填字母);__d___ (填字母);__浓硫酸__(每空2分)。
(2)③①②(2分)。
(3) (2分)。___6____ (2分)mol。
(4) (2分)。
略
(14分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a ;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,则电解池中X极上的电极反应为 ,在X极附近观察到的现象是: ;Y电极上的电极反应式是 。
(2)如果用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则X电极的材料是 ,电极反应式是 ,Y电极的材料是 ,电极反应式是 。
正确答案
(1)2H++2e-=H2↑ 有气泡,溶液变红;2Cl-—2e-=Cl2↑ (2)纯铜 Cu2++2e-=Cu 粗铜 Cu-2e-=Cu2+
(1)X与电源的负极相连,作阴极,溶液中的氢离子放电,反应式2H++2e-=H2↑。由于氢离子放电,破坏了阴极周围水的电离平衡,导致溶液中OH-的浓度大于氢离子的,所以溶液显碱性。Y和电源的正极相连,作阳极,溶液中的氯离子放电,反应式为2Cl-—2e-=Cl2↑。
(2)粗铜精炼时,粗铜和电源的正极相连,作阳极。纯铜和电源的负极相连,作阴极。
下图为以惰性电极进行电解:
(1)写出A、B、C、D各电极上的电极方程式:
A________________________________
B________________________________
C________________________________
D________________________________
(2)在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为____________________________。
正确答案
(1)Cu2++2e-==Cu; 2C1--2e-==C12↑
2Ag++2e-==2Ag; 4OH--4e-==2H2O+O2↑;
(2)2∶2∶4∶1
试题分析:(1)该装置图为电解池的装置,其中DB为阳极,发生氧化反应,而CA为阴极,发生了还原反应,故ABCD的电极反应分别为:Cu2++2e-==Cu,2C1--2e-==C12↑,2Ag++2e-==2Ag,4OH--4e-==2H2O+O2↑;(2)串联电路中通过的电流处处相等,故设通过的电子数为1mol,所以A即析出的铜为0.5mol,B极析出的氯气为0.5mol,C极析出的银为1mol,D极析出的氧气为0.25mol,所以A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为
0.5:0.5:1:0.25=2∶2∶4∶1。
点评:本题考查了电解池的基础知识,该知识是高考考查的重点和难点,解答本题首先要看那个是阳极那个是阴极,本题难度适中。
(8分)兴趣小组通过实验探究溶解铜的方法和本质。
(1)在热水浴中进行3个实验,部分实验报告如下表所示
①实验Ⅰ、Ⅱ的目的是__________________。
②实验Ⅲ中反应的本质是(用离子方程式表示)____________________。
(2)利用电化学原理实现铜溶于稀硫酸并生成氢气。
①Cu作________极。②总反应的离子方程式是____________。
正确答案
(8分,每空2分)
(1)①证明Cu不与H+、单独反应 ②3Cu+8H++2
=3Cu2++2NO↑+4H2O
(2)①阳 ②C
u+2H+Cu2++H2↑
略
扫码查看完整答案与解析