- 电解池
- 共5205题
下表为元素周期表的一部分，表中阿拉伯数字(1，2…)是 原周期表中行或列的序号。请参照元素A～I在表中的位置，回答下列问题：
(1)B、C两元素中非金属性较强的是____________（写出元素名称），请设计一个简单的实验证明这一结论：_______________。
(2)表中某元素能形成两性氧化物，写出该氧化物溶于氢氧化钠溶液的离子反应方程式______________
(3)表中某元素的单质在常温下为气态，该元素能与A～I中的一种元素构成原子个数比为1:1和1：2的两种共价化合物X和Y，该元素还能与A～I中的另一种元素构成离子个数比为1:1和1:2的两种离子化合物Z和M。写出Z与 Y反应的化学方程式：_______________。
(4)I元素在周期表里的位置是在第____周期、第____族。实验室中采用下图所示装置模拟工业上同时制取元素A 和I的单质的过程：
①写出电极C1上发生反应的电极反应式_____________
②当电极上产生112 mL(标准状况)元素I单质气体时（假设气体完全逸出，溶液体积不变），烧杯中溶液的pH=___。（Kw =1.00×10-14）
正确答案
(1)氮 ；取碳酸钠或碳酸氢钠溶液置于试管中， 向其中滴加稀硝酸，观察是否有无色无味的气体产生，HNO3+NaHCO3=NaNO3+H2O+CO2↑ 或2 HNO3+Na2CO3=2NaNO3+H2O+CO2↑ （可不写化学方程式，其他合理的答案也可）
(2)Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
(3)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
(4)三 ；ⅦA；①2Cl-→Cl2↑+2e- ；②13
（1）氢氧燃料电池以熔融态的碳酸盐为电解质，其中CO2会参与电极反应。
工作时负极的电极反应为
正极的电极反应为_____________ ；向电池负极移动的离子是________________。
（2）用下图所示装置精炼粗铜，则X电极应为__________ ，Y电极应为_________ 。若X、Y电极均为碳棒，则发生反应的化学方程式为____________ ，反应一段时间后，与电源正极相连的电极附近溶液的pH ____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）工业上处理含
a. 向工业废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；
b. 用Fe作电极，电解一段时间，生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀；
c. 过滤，废水达到排放标准。
①电解时，阴极的电极反应式为__________ ；阳极的电极反应式为___________ ；
②能否将Fe电极换成石墨电极 _________（填“能”或“不能”），原因是____________ 。
正确答案
（1）
（2）纯铜；粗铜；
（3）阴极；阳极；①
②不能；Fe电极在电解过程中产生还原性的Fe2+，将溶液中还原为，被氧化为，生成而被除去
按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：
(1)判断装置的名称：A池为____，B池为____。
(2)锌极为____极，电极反应式为____；铜极为_____极，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224 mL气体（标准状况下），锌的质量变化为（增加或减少）__________g。CuSO4溶液的质量变化为（增加或减少）__________g。
正确答案
(1)原电池 ；电解池
(2)负； Zn-2e-==Zn2+ ；正 ；Cu2+ + 2e-==Cu ；阳 ；2Cl- - 2e- == Cl2↑ ；有无色气体产生；附近溶液出现红色
(3)减少0.65 ；增加0.01
按图的装置连接好仪器，先在烧杯中加入20mL左右的氢氧化钡溶液，再滴入几滴酚酞试液，接通电源后，逐渐滴加稀硫酸．
（1）当向烧杯中逐渐滴加稀硫酸时，烧杯中观察到的现象是______．
（2）灯泡的现象是______，原因是______．
（3）发生反应的离子方程式为：______．
正确答案
由题意可知，发生Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O，则
（1）因生成硫酸钡，则观察到产生白色沉淀，且碱的浓度减小至消失，则同时观察到红色逐渐褪色，故答案为：产生白色沉淀，红色溶液逐渐褪色；
（2）由反应可知，生成硫酸钡不溶于水，水为极弱电解质，H2SO4和Ba（OH）2反应使溶液中自由离子浓度逐渐减小，直到反应完全，溶液中几乎没有自由离子，再加Ba（OH）2时，溶液中自由离子浓度又开始逐渐增大，则观察到灯泡逐渐变暗至完全熄灭，然后开始逐渐变亮，
故答案为：灯泡逐渐变暗至完全熄灭，然后开始逐渐变亮；H2SO4和Ba（OH）2反应使溶液中自由离子浓度逐渐减小，直到反应完全，溶液中几乎没有自由离子，再加Ba（OH）2时，溶液中自由离子浓度又开始逐渐增大；
（3）上述反应的离子反应为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O，故答案为：Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O．
海水蕴含着丰富的资源．在化学实验室里模拟从海水中提取重要的工业原料氯化钠时，设计了以下操作流程：
请回答以下问题：
（1）在所提供的试剂中选择：试剂C是______ ①Na2CO3 ②BaCl2 ③稀盐酸
（2）操作b中用到的主要仪器为酒精灯、______、三脚架和玻璃棒．
（3）利用所得的氯化钠制氯气和氢气，并检验氯气的氧化性和测定产生氢气的体积．试按如图所给仪器，设计一套能完成以上实验目的装置，仪器接口的正确连接顺序是：
A接______，______接______；B接______，______接______．
（4）写出通入C后，烧杯中所发生的离子反应方程式______
（5）电解氯化钠溶液时的离子方程式为______
若装入的饱和食盐水为75mL，接通电源一段时间，停止通电后，测得氢气为8.4mL（标准状况）．将U形管内的溶液混合均匀，其
pH约为______．（假设电解前后溶液体积变化可忽略不计，产生的气体全部逸出）
（6）若想准确读取所得氢气的体积，应采取的操作有______．
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：石灰乳、氯化钡、碳酸钠、盐酸或氯化钡、石灰乳、碳酸钠、盐酸，所以试剂C是Na2CO3，故答案为：①；
（2）氯化钠溶液通过蒸发结晶得到氯化钠，蒸发需要的仪器为酒精灯、蒸发皿、三脚架和玻璃棒，故答案为：蒸发皿；
（3）产生的氢气的体积用排水量气法，导管是短进长出，所以A接G，用装有淀粉碘化钾溶液的洗气瓶检验氯气时，导管要长进短出，所以B接D，氯气要进行尾气处理，即E接C，故答案为：G、F、H、D、E、C；
（4）氯气能与氢氧化钠反应Cl2+NaOH=NaCl+NaClO+H2O，离子方程式为：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O，
故答案为：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O；
（5）通过以上分析知，反应物是氯化钠和水，产物是氯气、氢气、氢氧化钠，方程式为：2NaCl+2H2O
因电解饱和食盐水的方程式：2NaCl+2H2O
（6）排水法测量气体体积的方法：量筒中液面和广口瓶液面相平；读数时视线与量筒凹液面相平；待整套装置恢复至室温时再行读取数据，
故答案为：量筒中液面和广口瓶液面相平；读数时视线与量筒凹液面相平；待整套装置恢复至室温时再行读取数据．
M、R都是生活中常见的金属单质，其中R是用量最多的金属．甲、乙是化合物，其中甲是黑色晶体，可由R在X中燃烧得到．
（1）M与甲在高温下反应的化学方程式是______．
（2）电解法制R低价氢氧化物的装置如图．a是4mol•L-1NaCl、1mol•L-1NaOH的混合溶液．
①配制a时需要除去蒸馏水中溶解的O2，常采用______的方法．
②石墨电极应与电源的______（填“正”或“负”）极相连接，通电后，R电极附近的现象是______，R极的电极反应式是______．
③停止实验一段时间后，在R极上部有红褐色物质产生，反应的化学方程式是______．
（3）把R的某氧化物粉末与M粉末混合后分成两等份．一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应；另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应．前后两种情况下生成的气体质量比是a：b，则R的氧化物的化学式是______．
正确答案
（1）根据题意和图示内容，R是用量最多的金属，可知R是金属铁，甲是黑色晶体，可推知甲是四氧化三铁，能将铁的氧化物中的铁置换出来的反应原理是铝热反应原理，
故答案为：8Al+3Fe3O4
（2）①氢氧化亚铁的制取，必须避开空气中的氧气，加热煮沸溶液能将溶液中的气体物质除去，故答案为：煮沸；
②电解法制取氢氧化亚铁时，金属铁必须作阳极，在该电极上，金属铁失电子，所以石墨做阴极，石墨电极应与电源的负极相连，在阳极附近生成的亚铁离子会和氢氧根反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，故答案为：负；生成白色沉淀；Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2↓；
③氢氧化亚铁沉淀很容易被空气氧化为氢氧化铁，反应的化学方程式是：4Fe（OH）2 +O2+2H2O═4Fe（OH）3，故答案为：4Fe（OH）2 +O2+2H2O═4Fe（OH）3；
（3）生成的氢气质量比是a：b，也就是物质的量之比为a：b，第一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应，则Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，设产生的氢气物质的量为a，则消耗金属铁的物质的量为a，另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应，即2Al+6H2O+2NaOH=2Na[Al（OH）4]+3H2↑，产生的氢气物质的量为b，则消耗金属铝的量为
故答案为：FeaOb．
Ⅰ．工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金属铝．纯净氧化铝的熔点很高（约2045℃），在实际生产中，通过加入助熔剂冰晶石（Na3AlF6）在1000℃左右就可以得到熔融体．
图1是电解槽的示意图．
（1）写出电解时阴扳的电极反应式______．
（2）电解过程中生成的氧气全部与石墨电极反应生成C0和C02气体．因此，需要不断补充石墨电极．工业生产中，每生产9t铝阳极损失5.4t石墨．生成的二氧化碳的物质的量为______
Ⅱ．工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3，还含有Fe203、Si02）提取氧化铝做冶炼铝的原料．其中一种提取的搡作过程如（图2）：
请回答下列问题：
（1）请写出甲溶液中通入足量二氧化碳生成氢氧化铝的离子方程式______．
（2）沉淀乙是Fe203和Si02的混合物，向其中加入足置盐酸，写出反应的离子方程式______，充分反应后过滤，将滤液加热蒸干灼烧，最后可得到红褐色固体，用简要的文字和化学方程式说明这一变化过程______．
（3）上述提取氧化铝的方法叫碱溶法．工业生产中还有一种酸溶法．
第一步：向铝土矿中加盐酸，然后过滤；第二步：处理得到的滤液．请你思考第二步操作中使用的化学试剂是______．
正确答案
Ⅰ．（1）由电解装置可知，阴极上铝离子得到电子，电极反应为Al3++3e-=Al，故答案为：Al3++3e-=Al；
（2）生产9t铝阳极，转移电子为
x×（4-0）+（
Ⅱ．（1）甲中含偏铝酸根离子，通入足量二氧化碳生成氢氧化铝，离子反应为AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓，
故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓；
（2）沉淀乙是Fe203和Si02的混合物，向其中加入足置盐酸，发生Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，铁离子水解，FeCl3+3H2O⇌Fe（OH）3+3HCl，加热促进水解，且盐酸易挥发，化学平衡正向移动，生成氢氧化铁，最后灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁，2Fe（OH）3═Fe2O3+3H2O，
故答案为：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；FeCl3+3H2O⇌Fe（OH）3+3HCl，加热促进水解，且盐酸易挥发，化学平衡正向移动，生成氢氧化铁，最后灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁，2Fe（OH）3═Fe2O3+3H2O；
（3）提取氧化铝，加盐酸氧化铝、氧化铁与酸反应，则处理废液的目的是将铝离子、铁离子分离，应选择强碱，所以步骤二中的化学试剂为NaOH溶液或强碱溶液，
故答案为：NaOH溶液或强碱溶液．
现向含6 mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO3溶液，整个过程中含碘物质的物质的量与所加入KBrO3的物质的量的关系如图所示。已知：
①BrO3-+6I-+6H+=3I2+Br-+3H2O;
②2BrO3-+I2=2IO3-+Br2。
请回答下列问题。
(1)b点时，KI反应完全，则消耗的氧化剂与还原剂的物质的量之比为___，还原产物是___ 。
(2)b→c过程中只有一种元素的化合价发生了变化，写出该过程中发生反应的离子方程式__。
(3)有同学由反应②得出氧化性I2>Br2的结论，你认为是否正确，并说明理由___。
(4)含6 mol KI的硫酸溶液所能消耗n(KBrO3)的最大值为__。
(5)现以电解法制备碘酸钾，实验装置如图所示。先将一定量的碘溶于 过量氢氧化钾溶液中，发生反应：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，开始电解。阳极的电极反应式为___；阴极观察到的现象是___。
正确答案
(1)1：6；KBr
(2)BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+ 3H2O
(3)不正确；反应②中I2作还原剂，Br2是还原产物，还原性I2> Br2 (4)7.2 mol
(5)2I--2e-=I2（或I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O） ；有气泡产生
高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂，在实验室和医疗上有非常广泛的应用。以下是工业上用软锰矿（主要含MnO2）制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程：
（1）操作Ⅱ的名称是_______，实验室进行该操作须用到的玻璃仪器有 ；
（2）反应②的产物中，氧化产物与还原产物的物质的 量之比是______；
（3）反应②中“酸化”时不能选择下列酸中的______（填字母序号）
a．稀盐酸 b．稀硫酸 c．稀醋酸
（4）电解锰酸钾溶液也可以制备高锰酸钾，其阴极反应式为：2H2O + 2e- = 2OH- + H2↑，如图，b为电源的_______极，电解池的阳极反应式是_______；若电解过程中收集到2.24 L H2（标准状况），则得到高锰酸钾______g。（提示：阴离子放电顺序MnO42->OH-）
正确答案
（1）过滤 （1分） 烧杯、漏斗、玻璃棒（2分）
（2）2∶1 （2分）
（3）a（2分）
（4）负（1分） MnO42-– e-="=" MnO4-（3分） 31.6 （3分）
试题分析：（2）锰酸钾酸化后生成高锰酸钾和二氧化锰，实际上是发生了一个歧化反应：
K2MnO4
有一硝酸盐晶体，其化学式为M（NO3）x•yH2O，相对分子质量为242．取1.21g该晶体溶于水，配成100mL溶液，将此溶液用石墨作电极进行电解，当有0.01mol电子发生转移时，溶液中金属全部析出．经称量阴极增重0.32g．求：
（1）金属M的相对原子质量及x、y值．
（2）电解后溶液的pH（电解过程中溶液体积变化忽略不计）
正确答案
（1）n（M）=n[M（NO3）x•yH2O]=
当有0.01mol电子发生转移时，溶液中金属全部析出．经称量阴极增重0.32g；
Ar（M）=
M的化合价=
所以x=2
根据64+2（14+48）+18y=242
得y=3
答：金属M的相对原子质量为64，x为+2、y为3；
（2）电解总反应为2M（NO3）2+2H2O
答：电解后溶液的pH为1．
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