- 电解池
- 共5205题
如图所示装置中,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pH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锌,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
(1)测得乙中d电极质量增加了2.16g,则d电极发生Ag++e-=Ag,所以d电极为阴极,N为电源的负极,故答案为:负;
(2)电解食盐水,b为阴极,发生2H++2e‑=H2↑,故答案为:2H++2e‑=H2↑;
(3)d电极发生Ag++e-=Ag,c,发生4OH--4e-=2H2O+O2↑,由电子守恒可知4Ag~O2↑,则气体的体积为×
×22.4L/mol=0.112L,故答案为:0.112L;
(4)由电子守恒可知2NaOH~2e-~2Ag,n(NaOH)=n(Ag)=0.02mol,则c(NaOH)==0.1mol/L,所以pH=13,故答案为:13;
(5)丙烧杯中实现铁的表面镀上一层锌,则电解质溶液为ZnCl2,e为Zn,f电极为阴极,其电极反应式为Zn2++2e-=Zn,故答案为:ZnCl2;Zn;Zn2++2e-=Zn.
.海水中含有丰富的化学元素,下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及综合利用的生产流程简图:
请回答:
(1)在粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用的试剂为:
A.盐酸 B.氯化钡溶液 C.氢氧化钠溶液 D.碳酸钠溶液.
则加入试剂的顺序是(填编号)______.
(2)Mg(OH)2中加入盐酸后,要获得MgCl2•6H2O晶体,需要进行的实验操作依次______.
A.蒸馏 B.灼烧 C.过滤 D.蒸发 E.冷却结晶
(3)目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水,下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是______.
A.精制饱和食盐水进入阳极室 B.纯水(加少量NaOH)进入阴极室
C.阴极产物为氢氧化钠和氢气 D.电解槽的阳极用金属铁网制成
(4)写出电解饱和NaCl溶液的电极反应方程式:______.
(5)此工业煅烧贝壳得到氧化钙.石灰石和贝壳的主要成份相同,事实上,石灰石在许多化学工业生产都发挥了极大的作用,请写出一条化工生产中碳酸钙参与的化学反应方程式(此工业涉及的方程式除外)______.
(6)利用MgCl2•6H2O可制得无水氯化镁,应采取的措施是______.
(7)用热空气吹出的溴蒸气可以用亚硫酸钠溶液吸收,写出反应的化学方程式:______.
正确答案
(1)镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,在进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以添加试剂的顺序为:CBDA;或BCDA;
(2)Mg(OH)2中加入盐酸后,要获得MgCl2•6H2O晶体,需要进行的实验操作为:蒸发浓缩,冷却结晶.如果要使该晶体变为无水氯化镁,一定要在HCl气氛中脱水,否则会水解;
故答案为:DEC;
(3)目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水,电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电,Cl-的放电能力强于OH-,
阳极:2Cl--2e-═Cl2↑,
阴极:2H++2e-═H2↑;
总反应为:2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH,
阴极:氢离子放电,产生氢气.致使氢氧根离子浓度增大,钠离子和氢氧根离子的增大都发生在阴极室,所以阴极出口导出的液体是氢氧化钠溶液;
阳极:氯离子放电,产生氯气,致使钠离子浓度升高,通过阳离子交换膜到达阴极室.所以阳极入口应加入精制饱和食盐水;
故答案为:D;
(4)电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电,Cl-的放电能力强于OH-,阳极:2Cl--2e-═Cl2↑,阴极:2H++2e-═H2↑;
故答案为:2Cl--2e-═Cl2↑:2H++2e-═H2↑;
(5)工业炼铁除硫磷:CaCO3+SO2═CaSO3+CO2;工业制玻璃反应原理;CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2
故答案为:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2
(6)利用MgCl2•6H2O可制得无水氯化镁,应采取的措施是,在HCl气流中加热脱水,故答案为:在HCl气流中加热脱水;
(7)用热空气吹出的溴蒸气可以用亚硫酸钠溶液吸收,发生的反应是亚硫酸钠被溴单质氧化为硫酸钠;反应的化学方程式为:2Na2SO3+Br2+H2O=2Na2SO4+2HBr;
故答案为:2Na2SO3+Br2+H2O=2Na2SO4+2HBr;
把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸溶液的烧杯中,观察到的现象是______,再用导线把锌片和铜片连接起来,在导线中间接入灵敏电流计,灵敏电流计上观察到的现象是______.该原电池中电子流动的方向是______,总反应的化学方程式是______,其中______元素被氧化,______极上发生还原反应.在上述化学方程式上方用单线桥标出电子转移的方向和数目.
正确答案
铜片和锌片不相连时,锌与硫酸反应生成氢气,现象在锌片上有气泡冒出;二者用导线相连时,形成原电池,铜做正极锌做负极,电子从锌片流出流向铜片,氢离子在铜片发生还原反应析出氢气,所以看到的现象为电流计指针偏转,铜片上有气泡冒出.总反应的方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,锌做还原剂被氧化,氢离子做氧化剂被还原,用单线桥标出电子转移的方向和数目为,
故答案为:锌片上有气泡冒出;电流计指针偏转;从锌片流出沿着导线流向铜片;Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;Zn;正;.
有如图装置:回答下列问题:
(1)装置A是______池,B是______池.
(2)装置A中的Zn极是______极,Cu极上的电极反应方程式为:______.
(3)装置B中是浓度均为0.1mol/L的NaCl、CuSO4混合溶液,溶液体积为500mL,M、N均为石墨电极,当装置A中Zn棒质量减少32.5g时,N上质量增加______g;
(4)欲用装置B给用来给餐具镀银,N应该是______ (填“银”或“餐具”),电镀液的主要成分是(填化学式)______.
正确答案
(1)A能自发的进行氧化还原反应而作原电池,B连接外接电源属于电解池,
故答案为:原电;电解;
(2)原电池中,易失电子的金属锌作负极,铜作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,
故答案为:负;2H++2e-=H2↑;
(3)M作阳极,N作阴极,电解氯化钠和硫酸铜混合溶液时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上铜离子放电生成铜,串联电路中转移电子数相等,所以×64g/mol=32g,故答案为:32;
(4)电镀时,镀层作阳极,镀件作阴极,电解质溶液中含有与镀层金属相同的金属阳离子,欲用装置B给用来给餐具镀银,N应该是餐具,电解质溶液是可溶性的AgNO3溶液,
故答案为:餐具;AgNO3.
按如图装置进行实验,并回答下列问题:
(1)判断装置的名称:A池为______.
(2)锌电极反应式为______,石墨棒C1为______极,电极反应式为______,石墨棒C2附近发生的实验现象为______.
(3)当C2极析出2.24L气体(标准状态)时,锌的质量减少了______g.CuSO4溶液的质量增加了______g.
正确答案
(1)右侧装置为铜锌原电池,则左侧装置为电解池,电解食盐水,故答案为:电解池;
(2)Zn比Cu活泼,为原电池的负极,发生氧化反应,电极方程式为Zn-2e-=Zn2+,C1为阴极,发生还原反应,电极方程式为2H++2e-=H2↑,C2极为阳极,发生氧化反应,生成氯气,可观察到产生黄绿色气体,
故答案为:Zn-2e-=Zn2+;阴;2H++2e-=H2↑;产生黄绿色气体;
(3)当C2极析出2.24L气体(标准状态)时,n(Cl2)=0.01mol,则转移0.2mol电子,由Zn-2e-=Zn2+可知,消耗0.1molZn,质量为6.5g,正极上析出0.1molCu,其质量为6.4g,则溶液的质量增加0.1g,
故答案为:6.5;0.1.
(10分)工业上常用天然气作为制备的原料。已知:
①
②
③
(1)与
反应生成
的热化学方程式为 。
(2)向VL恒容密闭容器中充入与
,在不同压强下合成甲醇。
的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示:
①压强
(填“<”、“>”或“=”)
②在、
压强时,平衡常数为 (用含
的代数式表示)。
(3)下图是甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)结构示意图,电极通入的
为 ,电极反应式是 。
若用该电池电解溶液,当得到
铜时,参加反应的气体
的体积应为
(标准状况)。
正确答案
(1) 2分
(2)① < 1分
② 2分
(3)甲醇(或) 1分
2分
0.56L 2分
(1)考查盖斯定律的应用。根据已知可知,①+②+③×2即得到
,所以反应热是-321.5kJ/mol+250.3 kJ/mol-90 kJ/mol×2=-251.2 kJ/mol。
(2)①反应③是体积减小的可逆反应,所以压强越大,转化率越高,因此<
。
②根据图像可知,平衡时CO的转化率是50%,所以平衡时生成甲醇0.5amol,剩余CO和氢气分别是0.5amol和amol,因此平衡常数为。
(3)根据装置图中电子的流向可知,左侧是原电池的负极,失去电子,所以左侧通入的是甲醇。应用电解质是稀硫酸,且只能允许质子通过,所以负极反应式为
。
(16分)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。
⑴工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为 。
⑵当氨碳比=4时,CO2的转化率随时间的变化关系如右图所示。
①A点的逆反应速率v逆(CO2) B点的正反应速率v正(CO2)(填 “大于”、“小于”或“等于”)
②NH3的平衡转化率为 。
⑶人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如右图。
①电源的负极为 (填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为 、 。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将 ;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为 g(忽略气体的溶解)。
正确答案
(1)2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O (2)①小于 ②30%
(3)①B ②2Cl--2e-=Cl2↑ CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl ③不变 7.2
(1)根据反应物和生成物可知,反应的方程式是2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O。
(2)①根据图像可知,B点CO2的转化率不再发生变化,所以是平衡状态。因此A点没有达到平衡状态,因此A点的逆反应速率小于B的点的正反应速率;如果设CO2的物质的量是1mol,则氨气是4mol。根据图像可知,CO2的转化率是0.6,则消耗CO2是0.6mol,所以消耗氨气是1.2mol,因此氨气的转化率是1.2÷4=0.3,即30%。
(3)①根据装置图可知,和电源B极相连的产生氢气,所以该电极是阴极,氢离子放电,所以B是电源的负极,A是正极。
②阳极失去电子,所以溶液中的氯离子放电,生成氯气。氯气具有氧化性,能氧化尿素生成氮气和CO2,方程式分别是2Cl--2e-=Cl2↑、CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl。
(1)某化学反应,设反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2,若E1>E2,则该反应为______热反应.中和反应都是______热反应,其实质是______.(用离子方程式表示)
(2)如图:A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸.
①A中反应的离子方程式为______.
②B中Sn极是______极,其电极反应式为______,
③C中被腐蚀的金属是______,总反应的化学方程式为______,比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序为______(填序号).
正确答案
(1)设反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2,若E1>E2,则该反应为放热反应,中和反应都是放热反应,反应的实质为H++OH-═H2O,
故答案为:放;放;H++OH-═H2O;
(2)①铁与硫酸反应的离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,故答案为:Fe+2H+═Fe2++H2↑;
②B中Fe为负极,Sn为正极,正极发生2H++2e-=H2↑,故答案为:正;2H++2e-═H2↑;
③A发生化学腐蚀,B中Fe为负极,Sn为正极,Fe被腐蚀,C中Zn为负极,Fe为正极,Fe被保护,Zn被腐蚀,总方程式为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,则A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是B、A、C,
故答案为:Zn;Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;B>A>C.
已知金属活动相差越大,形成原电池时越容易放电.请根据如图装置,回答下列问题:
(1)各装置名称是:A池______,B池______.
(2)写出电极上发生的反应:①______,③______.
(3)当电路上有1mol电子流过时,⑥极上质量变化______g.
正确答案
(1)A、是能自发进行的氧化还原反应,且符合原电池的构成条件,所以属于原电池,B有外接电源,属于电解池,故答案为:原电池,电解池;
(2)A原电池中,锌作负极,负极上锌失电子发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+
,B是电解池,③作阳极,阳极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,
故答案为:Zn-2e-=Zn2+,2Cl--2e-=Cl2↑;
(3)⑥中铜电极上银离子得电子析出,电极反应式为:Ag++e-=Ag,当电路上有1mol电子流过时析出银的质量=1mol×108g/mol=108g,故答案为:108.
(1)如图所示,A为电源,B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,C、D为电解槽,其电极材料见图,电解质溶液:C装置中溶液为AgNO3溶液,D装置的溶液为Cu(NO3)2溶液,.关闭K1,打开K2,通电后,B的KMnO4紫红色液滴向d端移动,则电源a端为______极,通电一段时间后,观察到滤纸c端出现的现象是:______;
(2)打开K1,关闭K2,通电一段时间后,D装置中Cu极的电极反应式为
______.
C装置中右端Pt电极上的电极反应式为:______.
C装置中总反应方程式为:______.
(3)假定C、D装置中电解质溶液足量,电解一段时间后,C装置中溶液的pH值______(填“变大”、“变小”或“不变”,下同),D装置中溶液的pH值______.
正确答案
(1)据题意KMnO4紫红色液滴向d端移动,说明高锰酸根离子向d端移动,可推出极为阳极,进一步可确定电源a端为负极,b端为正极,通电一段时间后,滤纸c端发生反应为2H++2e-=H2↑,促进水的电离,滴加酚酞呈红色,
故答案为:负;变红色;
(2)打开K1,关闭K2,为电解硝酸银和硝酸铜的串联电路,D装置中Cu极连接电源的正极,为电解池的阳极,发生氧化反应,电极方程式为Cu-2e-=Cu2+,
C装置中右端Pt电极为阳极,氢氧根离子放电生成氧气,电解方程式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,电解总反应为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 ,
故答案为:Cu-2e-=Cu2+; 4OH--4e-=2H2O+O2↑;4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 ;
(3)C装置中总反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 ,溶液pH减小,D为电镀装置,溶液浓度不变,则pH不变,故答案为:减小;不变.
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