- 电解池
- 共5205题
工业上利用铬铁矿(FeO
（1）实验室焙烧铬铁矿可选用的装置是__________（填序号）。
（2）完成下列化学方程式（在横线上填写物质的化学式及计量数）：4CrO42－＋6S＋7H2O＝4Cr(OH)3↓＋3S2O32－＋_____________。
（3）操作I包括过滤与洗涤，简述实验室中洗涤沉淀的操作：__________________。
（4）Cr(OH)3和Al(OH)3类似，也是两性氢氧化物，写出Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液的离子方程式________________________________。
（5）由Cr2O3冶炼Cr的化学方程式为____________________________。
（6）目前有一种采用以铬酸钠(Na2CrO4)为原料，用电化学法制备重铬酸钠(Na2Cr2O7)的实验装置如下图所示（已知：2CrO42－＋2H＋
①写出阴极的电极反应式为________________________________________。
②电解一段时间后，测得阳极区溶液中Na＋物质的量由a mol变为b mol，则此时铬酸钠的转化率为___。
正确答案
（1）d （2分，大写字母不得分） （2）2OH- （2分，计量数写错、化学式写错均不得分）
（3）将蒸馏水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀（1分），待水流尽后，再重复操作2~3次（1分） (共2分，合理答案即可)
（4）Cr(OH)3 + OH- = CrO2- + 2H2O （2分，化学式写错、不配平均不得分，写化学方程式不得分）
（5）Cr2O3 + 2Al
（6）①2H+ + 2e- = H2↑（或2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑）（2分，化学式写错、不配平均不得分）(2分)
②
试题分析：（1）固体灼烧需要在巩固中完成，根据装置图可知，a、b、c分别是蒸发、分液与过滤，d装置是坩埚，因此实验室焙烧铬铁矿可选用的装置是d。
（2）根据电荷守恒可知，该生成物是带负电荷的。根据原子守恒可知，该微粒石油氢原子和氧原子组成的，所以应该是OH－，计量数是2。
（3）过滤后得到的沉淀必须在过滤器中完成，所以实验室中洗涤沉淀的操作将蒸馏水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀，待水流尽后，再重复操作2~3次；
（4）Cr(OH)3和Al(OH)3类似，也是两性氢氧化物。氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，因此Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液反应生成的是NaCrO2和水，反应的离子方程式为Cr(OH)3 + OH- = CrO2- + 2H2O。
（5）Cr的冶炼一般是通过铝热反应，所以由Cr2O3冶炼Cr的化学方程式为Cr2O3 + 2Al
（6）①电解池中阴极得到电子，发生还原反应。所以惰性电极电解铬酸钠溶液时阴极是溶液中的氢离子放电，反应的电极反应式为2H+ + 2e- = H2↑。
②电解一段时间后，测得阳极区溶液中Na＋物质的量由a mol变为b mol。所以根据电荷守恒可知，阴极区生成氢氧化钠的物质的量是（a－b）mol，属于消耗氢离子的物质的量是（a－b）mol，所以根据方程式2CrO42－＋2H＋
下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10. 47%，乙中c电极质量增加。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列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：_____________________
④电极c的质量变化是______________________g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液________________________
乙溶液________________________
丙溶液________________________
（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？
_______________________________
正确答案
（1）①正；②4OH--4e-==2H2O+O2；③水减少的质量：
⑤甲溶液：碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大
乙溶液：酸性增大，因为阳极上OH-生成O2，溶液中H+离子浓度增加
丙溶液：酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性
（2）能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应
研究化学反应原理对于生产生活是很有意义的。
(1)25℃时，醋酸溶液中CH3COOH
(2)牙釉质对牙齿起着保护作用，其主要成分为Ca5(PO4)3OH，该物质在水中存在沉淀溶解平衡，试写出该物质的溶度积常数表达式Ksp=_____________。
(3)某小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理，用如下图所示装置电解K2SO4溶液。
①该电解槽的阳极反应式为________，通过阴离子交换膜的离子数________（填“>”“<”或“=”）通 过阳离子交换膜的离子数；
②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为________；
③电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为__________
正确答案
(1)1.75×10-6；c(CH3COO-)> c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
(2)c5(Ca2+)·c3(PO43-)·c(OH-)
(3)①4OH--4e-=2H2O+O2↑；<；②b
氯酸钾多用来制造火柴和烟花等。电解法是工业制造氯酸钾的主要方法：电解热的氯化钠水溶液，电解的生成物相互反应制得氯酸钠；再以氯酸钠和氯化钾为原料制备氯酸钾。
（1）写出电解时的电极反应方程式阴极：____________________________，阳极：_____________________________。
（2）电解的生成物相互反应生成氯酸钠的化学方程式为__________________________。
（3）几种物质的溶解度曲线如下图所示，低温有利于析出KClO3晶体，原因是：
_________________________________
（4）产品KClO3中常含有其他杂质离子，提纯的方法是_______________。
（5）该生产工艺可以循环利用的物质是__________，副产品是__________。
正确答案
（1）2H++2e-==H2↑；2Cl--2e-== Cl2↑
（2）3Cl2+6NaOH==NaClO3+5NaCl+3H2O
（3）KClO3的溶解度随温度降低而降低，低温时KClO3在四种物质中溶解度最小
（4）重结晶
（5）NaCl；H2
下图
（1）a极为________e极连接的电极材料为___________
（2）若通电一段时间后，铁上质量增加1．28g，则电源提供的电量为___________库仑？（每个电子所带电量为1．6x10-19C，保留两位小数点）
（3）若
________, 通过和（2）相同的电量后溶液的PH为____________ (假设电解后溶液体积不变，
PH= -lgc(H+) ）
正确答案
（1）正极；铜
（2）3.85×103C
（3）4OH--4e-＝O2↑+2H2O；4Ag++4e-＝4Ag；PH＝１
将铝制品与另一种材料作电极，以某种溶液作电解液进行电解，通电后在铝制品与电解液的接触面上逐渐形成一层Al(OH)3薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔，电流从小孔通过并产生热量使Al(OH)3分解，从而在铝制品表面形成一层较厚的氧化膜。某校研究性学习小组根据上述原理，以铝制品和铁棒为电极，一定浓度的NaHCO3溶液为电解液进行实验。
（1）铝制品表面形成氢氧化铝薄膜的电极反应式为______________________。
（2）电解过程中，必须使电解液的pH保持相对稳定（不能太大，也不能太小）的原因是______________
______________。
（3）使用NaHCO3溶液为电解液，会减缓阴极区溶液pH值的增大，能说明这一原理的离子方程式为
_______________________。
正确答案
（1）Al-3e-+3HCO3-==Al(OH)3↓+3CO2↑
（2）Al(OH)3和Al2O3都是两性物质，当电解液呈酸性或强碱性时，刚形成的Al2O3薄膜会被电解液溶解
（3）HCO3-+OH-==CO32-+H2O
已知pH为4－5的条件下，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解。某学生用电解纯净的CuSO4溶液的方法，并根据电极上析出Cu的质量（n）以及电极上产生气体的体积（V mL 标准状况）来测定Cu的相对原子质量，过程如下
回答下列问题：
（1）加入CuO的作用是_______________________。
（2）步骤②中所用的部分仪器如下图所示，则A、B分别连直流电源的__________和__________极（填“正”或“负”）。
（3）电解开始后，在U形管中可以观察到的现象有：________________________
电解的离子方程式（总反应）为________________________。
（4）下列实验操作中必要的是____________（填写字母）。
（A）称量电解前的电极的质量；
（B）电解后，电极在烘干称量前，必须用蒸馏水冲洗；
（C）刮下电解后电极上析出的铜，并清洗，称量；
（D）电解后烘干称重的操作中必须按“烘干→称量→再烘干→ 再称量”进行；
（E）在有空气存在的情况下，烘干电极必须用低温烘干的方法。
（5）铜的相对原子质量为_______________________（用带有n、V的计算式表示）。
正确答案
（1）通过消耗H+而调整溶液的pH使之升高，其目的是使Fe3+完成水解形成Fe(OH)3沉淀而除去
（2）负；正
（3）石墨上有气泡逸出，溶液颜色变浅；2Cu2++2H2O==2Cu↓+O2↑+4H+
（4）ABDE
（5）11200n/V
现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于1905年发明的，但此法反应物的转化率不高。
（1）已知：1 mol N2(g)与适量H2(g)完全反应，生成NH3(g)，放出92.2 kJ热量，写出反应的热化学方程式：____________________。
（2）若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2，则K1______K2 （填“＞” “=” 或 “＜” ）。
（3）在一定温度下，向容积不变（始终为10L）的密闭容器中加入2 mol N2、8 mol H2及固体催化剂。
10分钟后反应达到平衡状态，容器内气体压强变为起始的80％，此时氨气的体积分数为______，用氮气表示的反应速率为：____________。若想提高氨气的产率，根据化学平衡移动原理，请提出合理的建议：__________________（任意写一条）。
（4）在上述相同条件下，若起始时加入4 mol NH3、2 mol H2及固体催化剂，反应达到平衡时NH3的体积分数比(3)中______（填“大”、“小”或“相等”）。
（5）氨被氧化生成一氧化氮的化学方程式为：__________________。
（6）随着对合成氨研究的发展，2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法，即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入一个加热到570℃的电解池中，采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨（装置如下图）。
请回答：在电解法合成氨的电解池中______(填“能”或“不能”) 用水作电解质溶液的溶剂，原因是__________________。钯电极A是电解池的______极（填“阳”或“阴”），该极上的电极反应式是__________________。
正确答案
（1）N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g) △H＝－92.2 kJ·mol-1（2）>
（3）25% ；0.01mol/(L·min)；增大氢气浓度或增大氮气浓度或增大反应物浓度或降温或增大压强或及时转移走生成的氨（答案合理即可）
（4）相等
（5）4NH3+5O2
（6）不能；新法合成氨电解池的反应温度是570℃时，水为水蒸气；阴；N2+6e-+6H+=2NH3
下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10. 47%，乙中c电极质量增加。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列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：_____________________
④电极c的质量变化是______________________g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液________________________
乙溶液________________________
丙溶液________________________
（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？
_______________________________
正确答案
（1）①正；②4OH--4e-==2H2O+O2；③水减少的质量：
⑤甲溶液：碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大
乙溶液：酸性增大，因为阳极上OH-生成O2，溶液中H+离子浓度增加
丙溶液：酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性
（2）能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应
下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。
（1）方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中
能提高燃煤烟气中
A．增大氨水浓度 B．升高反应温度 C．使燃煤烟气与氨水充分接触 D．通入空气使
（2） 方法Ⅱ重要发生了下列反应：
（3）方法Ⅲ中用惰性电极电解溶液的装置如图所示。阳极区放出气体的成分为_____________。（填化学式）
正确答案
（1）AC；
（2）
（3）O2、SO2
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