- 电解池
- 共5205题
如下图装置中,b电极用金属 M制成,a、c、d为石墨电极,接通电源,金属M沉积于b极,同时a、d电极上产生气泡。试回答:
(1)a为 极,c极的电极反应式为 。
(2)电解进行一段时间后,罩在c极上的试管中也能收集到的气体,此时c极上的电极反应式为 。
(3)当d极上收集到44.8mL气体(标准状况)时停止电解,a极上放出了气体的物质的量为 ,若b电极上沉积金属M的质量为0.432g,则此金属的摩尔质量为 。
正确答案
(1)阳(1分); 2I—一2e—=I2(2分)
(2)40H——4e—=2H2O+O2↑ (2分)
(3)0.001 mol(1分);108g/mol (2分)
试题分析:由电解原理可得:金属M沉积于b极,说明b是阴极,则a是阳极,c是阳极,d是阴极,(1)因a是阳极,溶液中的阴离子放电,根据离子的放电顺序,可知是2I--2e-=I2;(2)在B烧杯中, c是阳极,溶液中的阴离子放电,即2I--2e-=I2,I2遇到淀粉能使淀粉变蓝,I-放电完毕后,接着是OH-放电:4OH--4e=2H2O+O2↑,c极上的试管中收集到的气体为氧气,(3)d电极上收集的44.8ml气体(标准状况)是氢气,a极上收集到的气体是氧气,根据转移电子数相等知,氧气和氢气的体积之比是1:2,d电极上收集的44.8ml气体氢气,则a电极上收集到22.4mL氧气;物质的量为0.01mol,d电极上析出的氢气的物质的量=,转移电子的物质的量是0.04mol,硝酸盐中M显+1价,所以当转移0.04mol电子时析出0.04mol金属单质,M=
(9分)如图为相互串联的甲乙两个电解池,请回答:
(1)甲池若为电解精炼铜的装置,A极是 ,材料是 ,电极反应为 ,
B极是 ,材料是 ,电极反应为 ,电解质溶液为 。
(2)若甲槽阴极增重12.8g,则乙槽阴极放出气体在标准状况下的体积为 。
(3)若乙槽剩余液体为400mL,求电解后得到碱液的物质的量浓度 。
正确答案
略
(12分) 如下图所示的装置,C、D、E、F都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液.在F极附近显红色。
试回答以下问题:
(1)电极A的名称是 。
(2)甲装置中D电极的电极反应式: ______________________________ 。
(3) 在25℃时若用惰性电极电解饱和NaCl溶液一段时间,当阳极产生5.6L(标准状况下)一种气体,电解后溶液体积为50L时,求所得溶液在25℃时的氢氧化钠物质的量浓度=________ 。
(4)欲用丙装置给铜镀银,G应该是 ____ (填“银”或“铜”), 电镀液的主要成分是(填化学式) 。
正确答案
略
(12分)
(1)以甲烷、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可以构成燃料电池。该电池的负极反应式为 。
(2)用如图所示装置进行电解①若A、B均为石墨电极,C为足量CuS04溶液,则电解的总反应方程式为 。
电解一段时间后,取出电极,向电解液中加入适量的 (填化学式)可使C溶液恢复到电解前的成分和浓度。
②若A、B均为铂电极,C为Na2SO4溶液(含酚酞),电解一段时间后, (填“A”或“B”)极附近显红色;将电极取出,搅拌使溶液混合均匀,测得溶液的pH 7(填“<”、“=”或“>”)。
③若A、B为同一材料的电极,C为CuCl2溶液,电解过程中CuCl2溶液的浓度始终 保持不变,则A、B为 (填化学式)电极;当电路中有0.04 mol电子通过时,阴极增重( ) g。
正确答案
略
(16分)
(1)电镀时,镀件与电源的 极连接。
(2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。
① 若用铜盐进行化学镀铜,应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。
② 某化学镀铜的反应速率随镀液pH 变化如右图所示。该镀铜过程中,镀液pH 控制在12.5左右。据图中信息,给出使反应停止的方法:
(3)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下
① 步骤(i)中Cu2(OH) 2CO3发生反应的化学方程式为 。
② 步骤(ii)所加试剂起调节pH 作用的离子是 (填离子符号)。
③ 在步骤(iii)发生的反应中,1 mol MnO2转移2 mol 电子,该反应的离子方程式为 。
④ 步骤(iv)除去杂质的化学方程式可表示为
3Fe3+ + NH4++2SO42-+6H2O= NH4Fe3 (SO4)2(OH)6+6H +
过滤后母液的pH =" 2.0" , c (Fe3+) ="a" mol·L-1,, c ( NH4+)="b" mol·L-1,, c ( SO42-)=" d" mol·L-1,该反应的平衡常数K=_ (用含a 、b 、d 的代数式表示)。
正确答案
(1) 负
(2) ①还原剂 ②调节溶液pH在8~9之间
(3)① Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O。
② HCO3- 。
③MnO2+2Fe2++4H+Mn2++2Fe3++2H2O。
④
(1)电镀时,待镀件与电源的负极相连,溶液中的镀层金属离子得到电子在镀件上析出。
(2) ①②化学电镀的原理就是利用置换反应将镀层金属离子从溶液中置换出来,从铜盐中置换出铜通常用Fe等还原剂。②由图可看出溶液pH低于9时,该化学镀的反应速率为0,因此可调节pH略小于9即可使反应停止。
(3)①Cu2(OH)2CO3溶于H2SO4的反应为:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O。
②加入的NH4HCO3中的NH4+ 水解显酸性,HCO3- 水解显碱性,且可以与溶液中的H+反应,故起调节pH作用的离子是HCO3- 。
③溶液中具有还原性的只有Fe2+,再根据1molMnO2转移2mol电子,即可写出相应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+Mn2++2Fe3++2H2O。
④化学平衡常数就是达到化学平衡时,生成物浓度幂之绩与反应物浓度幂之绩的比值,注意溶液中的沉淀和水的浓度看作是1。
考点定位:本题考查了电镀原理、化学平衡的应用和物质的制备。
(6分)电解饱和食盐水装置的结构如图所示:
(1)写出电解食盐水的化学方程式
(2)滴入酚酞显红色的是 极(填a或b,下同),___极产生的气体可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
(3)工业上可以用生产的氯气制备漂白粉,该反应的化学方程式
正确答案
略
氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示
(1)溶液A的溶质是 ;
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用
(4)电解所用的盐水需精制。去除有影响的、
,NH+3,
,[
>
]。
精致流程如下(淡盐水和溶液A来电解池):
①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是 。
②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是
③的溶解度比
的小,过程Ⅱ中除去的离子有
④经过程Ⅲ处理,要求盐水中c 中剩余的含量小于5mg /l ,若盐水b中
的含量是7.45 mg /l ,则处理10m3盐水b ,至多添加10%
溶液 kg(溶液体积变化忽略不计)。
正确答案
略
工业上生产Na、Ca、Mg都用电解其熔融的氯化物,但钾却不能用电解熔融KCl的方法制得,因金属钾易溶于熔融态的KCl中而有危险,难获得钾,且降低电流效率。现生产钾是用属钠和熔化的KCl在一定的条件下反应制取:
KCl + Na NaCl + K + Q (Q<0)
有关数据如下表:
熔点℃
沸点℃
密度(g/cm3)
Na
97.8
882.9
0.97
K
63.7
774
0.86
NaCl
801
1413
2.165
KCl
770
1500(升华)
1.984
(1) 工业上制取金属钾的化学原理是 ,在常压下金属钾转为气态从反应混合物中分离的最低温度约为 ,而反应的最高温度应低于 。
(2)在制取金属钾的过程中,为了提高原料的转化率可采取的措施是 。
(3)生产中常向反应物中通入一种气体,并将从反应器中导出的气体进行冷却得到金属钾,
且将该气体可循环利用,该气体是________。
a.干燥的空气 b.氮气 c.二氧化碳 d.稀有气体
(4)常压下,当反应温度升高到900℃时,该反应的平衡常数可表示为K= 。
正确答案
(1) 化学平衡移动原理(勒夏特列原理/钾蒸汽逸出使生成物浓度减小,平衡向正反应方向移动,可不断得到金属钾) 774℃ 882.9℃ (每空1分,共3分)
(2) 适当的升高温度、降低压强或移去钾蒸气 (2分)
(3)d (1分)
(4) c(K)/c(Na) (1分)
略
(12分)【化学—化学与技术】
南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示水的硬度为28°(属于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题:
(1)该泉水属于__________硬水(填写“暂时”或“永久”)。
(2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂添加顺序为__________,原因是______________________________________________________。
(3)目前常用阴、阳离子交换树脂来进行水的软化,水中的Ca2+、Mg2+与交换树脂的__________起离子交换作用。当阴离子交换树脂失效后可放入___________溶液中再生。
(4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:
①阳离子交换膜是指_________(填“A”或“B”)。
②写出通电后阳极区的电极反应式:_____________________________;
阴极区的现象是:_____________________________________________。
正确答案
(1)永久(1分)
(2)先加石灰后加纯碱(1分) 过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来(2分)
(3)H+(1分) 强碱(1分)
(4)①B (2分) ②2Cl--2e-=Cl2↑(2分)
电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀(2分)
试题分析:(1)钙、镁离子的硫酸盐形成的硬水属于永久硬水。
(2)若先加纯碱再加石灰,则过量的Ca2+无法除去,所以先加石灰后加纯碱,过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来。
(3)除去Ca2+、Mg2+用的是阳离子交换树脂,Ca2+、Mg2+和H+交换,即H+起交换作用。阴离子交换树脂中,OH-起交换作用,失效后应放到强碱溶液中再生。
(4)由图可知,电解池的左端电极为阳极,右端电极为阴极,通电后阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,则B应为阳离子交换膜才能实现海水变为淡水的转化。阳极区:2Cl--2e-=Cl2↑,阴极区:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Ca2++2OH-=Ca(OH)2(微溶),所以阴极区的现象是:电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀。
如下图所示的装置中,若通入直流电5 min时,铜电极质量增加2.16 g,试回答:
(1)电源电极X的名称为________。
(2)pH变化:A________,B________,C________。(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)通电5 min后,B中共收集224 mL气体(标准状况),溶液体积为200 mL,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL,电解后,溶液中OH-的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
正确答案
(1)负极 (2)增大 减小 不变 (3)0.025 mol·L-1 (4)0.1 mol·L-1
试题分析:(1)C装置的铜电极质量增加,说明铜极上有金属析出,即溶液中的银离子被还原生成银单质,故铜极为阴极,由此可确定X极为负极。(2)A装置是电解KCl溶液,阴极析出氢气,阳极析出氯气,溶液中氢氧根离子浓度增大,B装置中阴极上先析出铜,当铜离子消耗完后将析出氢气,而阳极上析出氧气,溶液中氢离子浓度增大,C装置中阴极析出银单质,阳极上的银失去电子变成银离子,理论上AgNO3溶液的物质的量浓度不变。(3)B装置两极上电子转移的数目与C装置中转移的电子数目相同,C装置中转移的电子为=0.02 mol,经判断,B装置中阴极:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑,阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O,根据题意可得:2n(H2)+2n(Cu)=4n(O2)=0.02 mol,n(H2)+n(O2)=
,解得n(Cu)=0.005 mol,CuSO4溶液物质的量浓度为:
=0.025 mol·L-1。(4)A装置的反应为:2KCl+2H2O
2KOH+H2↑+Cl2↑,即反应中电子转移的物质的量与生成的氢氧根离子的物质的量相等,为0.02 mol,c(OH-)=
=0.1 mol·L-1
扫码查看完整答案与解析