- 电解池
- 共5205题
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（m）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图所示，则A、B分别连直流电源的______极和______极
（填“正”或“负”）．
（3）电解开始后，电解的离子方程式为______．
（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m、V的计算式表示）．
正确答案
（1）pH为4～5的条件下，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解，加入稍过量的CuO，可以得到纯净的硫酸铜溶液，故加入CuO通过消耗H+而调整溶液的pH使之升高，使Fe3+完全水解形成Fe（OH）3沉淀而除去，
故答案为：消耗H+而调整溶液的pH使之升高，使Fe3+完全水解形成Fe（OH）3沉淀而除去；
（2）电解生成Cu与氧气，故Cu电极连接电源的负极，石墨电极连接电源的正极，故A、B分别连直流电源的负极、正极，
故答案为：负；正；
（3）电解硫酸铜溶液生成Cu、氧气与硫酸，电解的离子方程式为：2Cu2++2H2O
故答案为：2Cu2++2H2O
（4）需要准确称量生成铜的质量，铜电极前后质量之差为生成的Cu的质量，Cu电解表面会附着离子，应清洗除去，由于铜与氧气发生反应，在空气存在情况下，应低温烘干，称量两次之差小于天平的感量，说明烘干，故需要进行ABDE操作，不需要进行C操作，
故答案为：A、B、D、E；
（5）VmL氧气的物质的量为
故答案为：
（1）铅蓄电池的电池总反应式为：
Pb+PbO2+4H++2SO42-
①放电时：负极的电极反应式是______，电解液中H2SO4的浓度将变______，当外电路通过2mol电子时，理论上负极板的质量增加______g．
②在完全放电耗尽PbO2和Pb时，将原Pb和PbO2极板按右图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成______，B电极上生成______．
（2）三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解．电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-，把二价镍氧化为三价镍．以下说法正确的是______
a．可用铁作阳极材料
b．电解过程中阳极附近溶液的pH升高
c．阳极反应方程式为：2Cl--2e-=Cl2↑
d．1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子．
正确答案
（1）①Pb+PbO2+4H++2SO42-
②该过程为放电的逆过程，所以在A电极上生成Pb，在B电极上生成PbO2，故答案为：Pb； PbO2；
（2）阳极发生的是氧化反应，所以不能用铁作阳极材料，故a错误；
阳极反应方程式为：2Cl--2e-=Cl2↑，Cl2在弱碱性条件下生成ClO-，故电解过程中阳极附近溶液的pH降低，故b错误，c正确，1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子，故d正确，
故答案为：cd．
氨是最重要的氮肥原料。在课本里学到的合成氨技术叫哈伯法，近一个世纪，合成氨需要高温高压似乎是天经地义了。然而，最近有两位希腊化学家在《科学》杂志上发表文章说，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（如图），氢气和氮气便可在电极上合成氨，转化率竟然高达78%。请根据以上材料回答下列问题
（1）写出哈伯法合成氨的化学方程式：_______________；其反应条件中，符合平衡移动原理的反应条件是______________
（2）新法合成氨的电解池中能否用水溶液作电解质？________（填“能”、“不能”）为什么？______________________
（3）电解池中，阳极发生_____（填得或失）电子氧化反应，变价元素化合价______（填升高或降低）
（4）新法合成氨中所用的电解质（如图中黑细点所示）能传导H+，试写出电极反应式和总反应式。阳极：_________________；阴极______________总反应式：_______________________。
正确答案
（1）N2+ 3H2
（2）不能；此时水不是液态
（3）失；升高
（4）阳极：3H2-6e-==6H+；阴极：N2+6H++6e-==2NH3；总反应：N2+3H2
如下图所示，若电解5min时铜电极质量增加2．16g，试回答
（1）电源电极x名称为______________。
（2）pH变化：B_________C__________。(填“增大”“减小”或“不变”)
（3）通电5min时，B中共收集到224mL气体（标况），溶液体积为200mL，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200mL，电解后，溶液的pH是________（设电解前后溶液体积无变化）。
正确答案
（1）负极
（2）减小；不变
（3）0.025mol·L-1（4）13
科学地补充碘可防止碘缺乏病。
（1）上图为海带制碘的流程图。步骤③的实验操作中用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒之外还有 ；当步骤④反应中转移0.2mol电子时生成碘的质量：
（2）碘酸钾（KIO3）是食盐的加碘剂。KIO3在酸性介质中能与H2O2或I-作用均生成单质碘。
请回答下列问题：
①以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。电解前，将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解是发生反应为：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区，另将氢氧化钾溶液加入阴极区。电解时，阳极反应： I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O，当外电路上通过3mol电子时（碘离子被完全消耗），溶液中的IO3-的物质的量是 ；阴极上产生的气体在标准状况下的体积： 。
②电解过程中，需通过检验阳极电解液中是否有I-存在以确定电解是否完成。请设计判断电解是否完成的实验方案，并填人下表。仪器不限，可选的试剂：淀粉溶液、H2O2溶液、稀硫酸。
正确答案
(共12分)
(1)漏斗(2分)；25.4 g(2分)
(2)①0.6mol(2分) 33.6 L(2分)
②
试题分析：
（1）从悬浊液中分离，采用过滤的方法，故还需使用漏斗；第④步发生的反应为2I-+MnO2+4H++=I2+Mn2++2H2O；
（2）IO3-的来源为两部分，①3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，② I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O，故总量为0.1+0.5=0.6mol；阴极发生反应为2H++2e-=H2，故产生标况下H233.6L。
（3）I-检验可以转化为碘单质检验，遇淀粉变蓝色，因溶液中有碘酸根，故直接酸化后用归中反应得到。
2011年3月12日，日本因大地震导致福岛核泄漏，主要泄漏物为碘131和绝137．在被辐射地区，每天服用一片碘片可以起到一定的预防作用．因此世界多地出现市民抢购碘片现象，我国部分地区还出现抢购加碘食盐现象．为此卫生部有关专家指出市民不应擅自服用碘片，多吃碘盐也起不到预防放射性碘辐射的作用，且我国碘盐丰富，不必抢购．碘片和碘盐相关信息：
碘片：主要成分是碘化钾，每片含100毫克的碘，防核辐射每天服一片．
碘盐：加碘食盐，主要成分是氯化钠、碘酸钾，每公斤食用盐中碘含量为20-30毫克．
KIO3可用电解法制得：以石墨为阳极，不锈钢为阴极，在一定温度和电流下电解KI溶液，
总反应方程式为：KI+3H2O 
Na2S2O3可与I2反应：I2+2S2O2-3（无色）→2I-+S4O2-6（无色）．
回答下列问题：
（1）碘化钾、碘酸钾中的碘是碘127，则碘127和碘131的原子结构中不相同的是______；以每公斤食用盐中碘含量为20毫克计，人每天吃______公斤盐才相当于服用一片碘片．说明靠吃碘盐来预防放射性碘______（填“有”、“无”）作用．
（2）电解法制KIO3中，阳极的电极反应式为______；阴极附近pH值______（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（3）为防止不法商贩乘机销售假冒加碘食盐，有关部门加强了检测．下面是对某超市出售的加碘精制盐的检测过程：
①取该食盐样品100.0g加入适量的蒸馏水，振荡使固体完全溶解，然后加入用盐酸酸化的淀粉-KI溶液，结果溶液呈蓝色，有关反应的离子方程式为______；
②用0.010mol•L-1的Na2SO3溶液滴定，当用去Na2S2O3溶液12.00mL时蓝色刚好褪去，该加碘食盐中KIO3的含量为______mg/kg．由此可判定该食盐为______（填“合格”或“不合格”）产品．
正确答案
（1）碘127和碘131中质子数相同而中子数不同，属于同位素，每片碘片含100毫克的碘，而每公斤食用盐中碘含量为20毫克，所以人每天吃
故答案为：中子数；5；无；
（2）电解法制KIO3中，阳极发生氧化反应，电极反应式为I-+3H2O-6e-=IO3-+6H+，阴极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极PH增大，
故答案为：I-+3H2O-6e-=IO3-+6H+；增大；
（3）①IO3-具有氧化性，在酸性条件下与具有还原性的I-发生氧化还原反应生成I2，反应的离子方程式为IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O，
故答案为：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O；
②根据反应IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O，以及I2+2S2O32-（无色）→2I-+S4O62-（无色），得出反应的关系式IO3-～3I2～6S2O32-，
又n（Na2S2O3）=0.010mol/L×0.012L=0.00012mol，
则IO3-～3I2～6S2O32-
1 6
n（IO3-） 0.00012mol
n（IO3-）=0.00002mol，
m（KIO3）=0.00002mol×214g/mol=0.00428g=4.28mg，
所以1kg食盐中：m（KIO3）=10×4.28mg=42.8mg，
其中m（I）=42.8mg×
所以可判定该食盐合格，
故答案为：42.8；合格．
以电化学方法合成有机物称为有机电合成。有机电合成是一门有机化学、电化学和化学工程多学科相互交叉的科学，是电化学在有机物化工生产中的重要应用。因而，有机电合成被称为“古老的方法，崭新的技术”。有机电合成的研究已经历了170多年漫长的历史。早在1834年，英国化学家Faraday用电解醋酸钠溶液制得乙烷，可以说是在实验室中最早实现的有机电合成。 2CH3COO- - 2e- = C2H6↑+ 2CO2↑ (a)
（1）上述反应(a)发生于________（填“电解池”或“原电池” ）的________极。
（2）许多有机物在特定的装置内进行氧化的同时还可产生电能，这种装置即为燃料电池。例如，乙烯被氧化生成乙醛的化学反应：2CH2=CH2 + O2→2CH3CHO可设计成燃料电池：负极：CH2=CH2+H2O–2e-=CH3CHO+2H+ 正极：______________________电池工作时，负极附近溶液的pH____________（填“升高”、“降低”或“不变”）。
（3）燃料电池由于具有能量转化效率高、对环境污染小等优点而受到世界各国的普遍重视。
①根据表所给数据可以看出，__________造成的污染最为严重，引起的环境问题主要有__________及酸雨。
A．水华 B．臭氧层被破坏 C．光化学烟雾 D．潮汐 E．白色污染
②在我国导致酸雨的主要气体为SO2，将SO2回收处理的方法很多，其中一种是将SO2通入石灰乳[Ca(OH)2]中，可制得石膏[CaSO4·2H2O]。请写出相应的化学方程：_________________________及CaSO4 + 2H2O = CaSO4·2H2O。
正确答案
（1）电解池；阳极
（2）1/2O2+2H++2e-=H2O或O2+4H++4e-=2H2O；降低
（3）①煤火力发电；BC；②SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O、2CaSO3+O2=2CaSO4（或2SO2+2Ca(OH)2 +O2=2CaSO4+2H2O）
21世纪是钛的世纪。下面是利用钛白粉（TiO2）生产海绵钛（Ti）的一种工艺流程：
已知： ① Mg(s)＋Cl2 (g)＝MgCl2 (s) △H＝－641 kJ·mol－1
② Cl2(g)＋1/2Ti (s)＝1/2TiCl4 (l) △H＝－385 kJ·mol－1
（1）钛白粉是利用TiO2+发生水解生成钛酸（H2TiO3）沉淀，再煅烧沉淀制得的。TiO2+发生水解的离子方程式为______________________________________ 。
（2）反应Ⅰ在800～900℃下进行，还生成一种可燃性无色气体，该反应的化学方程式为_______________________ ；反应Ⅱ的热化学方程式为________________________ 。
（3）该工艺流程中，可以循环使用的物质有_______________________ 。
（4）在800℃～1000℃时电解TiO2也可制得海绵钛，装置如下图所示。图中b是电源的__________ 极，阴极的电极反应式为_____________________ 。
正确答案
（1）TiO2+＋2H2O＝H2TiO3↓＋2H+（2）TiO2＋2Cl2＋2C
某中学课外兴趣小组用惰性电极电解饱和食盐水（含少量Ca2＋ 、Mg2＋）作系列探究，装置如图所示：
（1）电解时，甲同学发现电极a附近溶液出现浑浊，请用离子方程式表示原因________________________________________________________________________。
（2）一段时间后，你认为C中溶液可能出现的现象是________________________，请用离子方程式表示原因______________________________________。
（3）实验结束后，乙同学将A中的物质冷却后加入到H2S溶液中发现有气泡出现，但加入到稀盐酸中却没有任何现象。请用化学方程式和简要的文字解释原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（4）随着反应的进行，兴趣小组的同学们都特别注意到D中溶液红色逐渐褪去。他们对溶液红色褪去的主要原因提出了如下假设，请你完成假设二。
假设一：B中逸出的气体与水反应生成的物质有强氧化性，使红色逐渐褪去；
假设二：___________________________________________________。
（5）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
正确答案
（1）2H＋＋2e－=H2↑，Mg2＋＋2OH－=Mg（OH）2↓
（2）有淡黄色沉淀 Cl2＋S2－=2Cl－＋S↓
（3）Ag置换H2S的反应式为2Ag＋H2S=Ag2S＋H2，表明Ag2S的溶解度比AgCl小很多
（4）可能是H＋中和了OH－造成褪色
（5）取少量D中褪色后的溶液于试管中，滴加1～2滴酚酞溶液，如果又显红色，则假设一正确
电解饱和食盐水产生的气体为氢气和氯气，氯气具有强氧化性，而氢气在加热条件下具有较强还原性，根据装置图可知a、b分别为阴极和阳极，a极产生的氢气将氧化银还原为单质银，而b极产生的氯气可氧化硫化钠。
过量的氯气通入含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色的原因可能为中和，也可能是氯气与水反应生成的次氯酸的强氧化性所致。
电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，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NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
① Y电极上的电极反应式为_____________。在X极附近观察到的现象是__________。
②电解总反应离子方程式为 ______________。
（2）要在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，则：
① Y电极的材料是_____________（选填纯铁、纯铜或纯锌），电极反应式是__________。电解液a选用___________溶液，电解过程中其浓度____________（选填增大、减小或不变）。
② 若电镀前X、Y两电极的质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为____________mol。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因: ________________。
正确答案
（1）①2Cl--2e-=Cl2↑；有气泡产生，溶液变红；②2Cl- +2H2O
（2）①纯铜 ；Cu-2e-=Cu2+ ；CuSO4(其他合理答案也可) ； 不变
② 0.08mol ；
③铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿的环境中形成原电池，加速铁的腐蚀
扫码查看完整答案与解析