- 电解池
- 共5205题
某校开展课外研究性学习活动．
I、第一小组对市场上的碘盐进行了研究．在碘盐里，碘以KIO3形式存在．请回答下列问题：
（1）正确食用碘盐才能起到补碘的作用，该小组对油炸食品时是否适宜放碘进行了课题研究．
请你协助拟定课题名称：______．
其研究成果的最终形式是：______．
（2）怎样检验碘盐中含有碘？（可供选择的试剂有：稀硝酸、稀盐酸、KCl、KI淀粉溶液、石蕊试液）用离子方程式表示______．
Ⅱ、第二小组利用废铜制取CuSO4：
（1）甲学生进行了下列实验：取含6.4g铜的废铜和10mL 18mol•L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余．他根据自己所学的化学知识，认为烧瓶中还有较多的硫酸剩余．你认为他的判断是否正确______（填是或否），其理由是______．
（2）乙同学认为甲设计的方案不好，他自己设计的思路是：2Cu+O2 
对比甲的方案，乙同学的优点是：______．
（3）某地有丰富的电力源，为了同时具备乙同学的优点，你能不能根据该地的资源优势也设计一个用铜和硫酸制取CuSO4的方案？（其他材料任选）______．
正确答案
I、（1）联想炸油条的方法，温度是关键，所以课题名称应包含温度因素，研究成果的战士展示方法是多样的，如研究报告（或实验报告或论文），
故答案为：温度对KIO3稳定性的影响（或油炸食品时是否适宜放碘盐等其他合理答案）；研究成果的最终形式：研究报告（或实验报告或论文等）；
（2）碘酸根离子具有氧化性，碘离子具有还原性，在酸性环境下会发生氧化还原反应，实质为：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O，故答案为：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O；
Ⅱ、（1）在Cu和浓硫酸的反应中，随反应的进行硫酸的浓度减小，而稀硫酸不与铜反应，所以烧瓶中还有较多的硫酸剩余，故答案为：是；随反应的进行硫酸的浓度减小，而稀硫酸不与铜反应；
（2）对比两种设计方案：甲：：Cu+2H2SO4（浓） 
乙：2Cu+O2
（3）用铜和硫酸制取CuSO4的反应是一个非自发的氧化还原反应，根据提示“电力资源”丰富，结合电解原理，可得电解法方案，即可以用废铜作阳极，碳棒作阴极，稀硫酸作电解质溶液进行电解，
故答案为：用废铜作阳极，碳棒作阴极，稀硫酸作电解质溶液进行电解．
关于“电解氯化铜溶液的pH变化”问题，化学界有两种不同的观点：
观点一：“理论派”认为电解氯化铜溶液后溶液的pH升高。
观点二：“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定，证明电解氯化铜溶液时pH的变化如图所示曲线关系。
请回答下列问题：
(1)电解前氯化铜溶液的pH处于A点位置的原因是：（用离子方程式说明）______________________
(2)“理论派”所持观点的理论依据是：____________________。
(3)“实验派”的结论是：____________________，他们所述“精确的实验”是通过__________确定的。
(4)你持何种观点，你所持观点的理由是：___________________________ （从化学原理加以说明）。
正确答案
(1)Cu2++2H2O
(2)电解时，溶质CuCl2减少，溶液浓度减少，导致pH升高
(3)pH先降低，然后趋于稳定；pH
(4)“实验派”观点正确。电解产生的Cl2溶于水并与水反应生成两种酸，会使pH降低，Cl2饱和后，pH不再变化
如下图，通电5 min后，电极5质量增加2.16 g，回答：
(1)电源：a是______极，b是______极；A池电极反应，电极1： ____________________；电极2： ______________。 C池电极反应，电极5： __________________；电极6： __________________。
(2)如果B池中共收集到224 mL气体(标准状况)，且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2+的物质的量浓度为____________。
正确答案
(1)负；正；2H++2e-→H2↑；2Cl--2e-→Cl2↑；2Ag++2e-→2Ag； Cu-2e-→Cu2+
(2)0.025 mol/L
下图所示的装置中，甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O
(1)图中甲池的装置是________。乙池A电极的名称是________。
(2)写出通入CH3OH的电极的电极反应式是________。
(3)乙池中反应的化学方程式为____________。
(4)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2________mL （标准状况下）；此时丙池某电极析出0. 60 g某金属，则丙中的盐溶液可能是____（填序号）。
A.MgSO4 B.CuSO4 C．NaCl D.AgNO3
正确答案
(1)原电池；阳极
(2)CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
(3)4AgNO3+2H2O
如图所示，通电5min后，第③极增重2.16g，同时在A池中收集到标准状况下的气体224mL，设A池中原混合液的体积为200mL，求通电前A池中原混合溶液Cu2+的浓度．
正确答案
由图可知，B装置为电解池，第③极增重2.16g，发生Ag++e-=Ag，n（Ag）=0.02mol，则转移电子为0.02mol，
A池中收集到标准状况下的气体224mL，所以气体的物质的量为
A装置中阳极发生4OH--4e-=O2↑+2H2O，转移0.02mol电子生成气体为0.005mol，
所以2H++2e-=H2↑，
0.01 0.005
Cu2++2e-=Cu
0.005 0.01
即Cu2+的物质的量为
c（Cu2+）=
答：通电前A池中原混合溶液Cu2+的浓度为0.025mol/L．
光伏组件采用高效率单晶硅或多晶硅光伏电池、高透光率钢化玻璃、抗腐蚀铝合多边框等材料，使用先进的真空层压工艺及脉冲焊接工艺制造。
(1)钢化玻璃的成分为____________（写化学式）。
(2)光伏电池的能量转换形式正确的是__________（填字母代号）。
a．化学能转换为电能
b．光能转换为化学能再转换为电能
c．光能转换为热能再转换为电能
d．光能转换为电能
(3)下图是太阳能电池板经太阳光照射前后内部电子的变化情况，图乙中灯泡变亮，其中___（填写“N” 或“P”）是正极。
(4)下图是一个太阳能路灯，图中的④是蓄电池。镍氢电池就是这样一种与太阳能电池配套使用的蓄电 池，白天用于充电，夜间供电。这种蓄电池容量大，充电放电循环寿命也较长。该蓄电池的总反应为：
Ni(OH)2
镍氢电池的电解液采用30%的KOH溶液，白天充电反应时的阳极反应式为_______________，夜间放电时，负极附近溶液的pH______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
正确答案
(1)Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等
(2)d
(3)P
(4)Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O；减小
如图，E为沾有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A、B分别为Pt片，压在滤纸两端。R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极材料，它在碱性溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，打开K，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。
(1)R为____（填“正”或“负”）极。
(2)A极附近溶液的现象是____________，B极附近发生的电极反应式为___________________
(3)滤纸上的紫色点向____（填“A”或“B”）方移动。
(4)当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，C中的电极为____（填“正”或“负”）极，电极反应式为____________________
正确答案
(1)负
(2)溶液变红；4OH--4e-=2H2O+O2↑
(3)B
(4)负；2H2+4OH--4e-=4H2O
(10)（1）氯碱工业是利用电解食盐水生产 ① 为基础的工业体系。
（2）电解前，为除去食盐水中的Mg2+、Ca2+、
（3）“盐泥”是粗盐提纯及电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下：
为生产七水硫酸镁，设计了以下工艺流程：
生产七水硫酸镁工艺流程图
1－反应器 2－过滤器 3－蒸发浓缩器 4－结晶槽 5－洗涤槽 6－真空干燥器
装置1中加入的酸应选用 ③ ，加入的酸应适当过量，控制pH为5左右，反应温度在50℃左右。持续搅拌使之充分反应，以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4，在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是 ④ 。
装置2中滤渣的主要成分为 ⑤ 。
装置3中通入高温水蒸汽并控制温度在100～110℃，蒸发结晶，此时析出的晶体主要是__⑥__。
用装置6（真空干燥器）干燥七水硫酸镁晶体的理由是 ⑦ 。
正确答案
（1）①氯气、烧碱、氢气（只写出氯气和烧碱也可）。（2分） （2）②D。
（3）③(稀)硫酸。 ④搅拌过程中CO2不断逸出，使平衡CaCO3＋H2SO4
⑤CaSO4、BaSO4、其它不溶物质。（2分） ⑥氯化钠。 ⑦防止失去结晶水。
（1）氯碱工业是利用电解食盐水生产氯气、烧碱、氢气为基础的工业体系。
（2）考查物质的分离和提纯。Ca2＋用碳酸钠除去，Mg2＋用氢氧化钡除去，SO42－用氯化钡除去，最后加入盐酸酸化。但用于过量的钡离子要用碳酸钠来除，所以碳酸钠必需放在氯化钡和氢氧化钡的后面，因此正确的答案选D。
（3）应用是生成七水硫酸镁，所以应该加入的是稀硫酸；应用在搅拌过程中CO2不断逸出，使平衡CaCO3＋H2SO4
NaClO溶液是一种常用的环境消毒液，某化学研究性学习小组查资料得到氯气和烧碱在温度700C以上主要发生副反应：3Cl2+6NaOH=NaClO3+5NaCl+3H2O，并设计了两套制备NaClO溶液的装置，如图所示：
（Ⅰ）根据装置A回答：
（1）烧瓶内反应的化学方程式为______．大试管内反应的离子方程式为______．
（2）饱和食盐水的作用是______；能否省去盛浓硫酸的洗气瓶（填能或不能）______．装置A还需连一个怎样的装置？______．
（Ⅱ）根据装置B（电极均为石墨）回答：
（3）装置B中装的溶液是-______，a接电源的极______-；电解总化学的方程式为______．
（4）电解一段时间后（原电解质尚有利余）取电解液，滴至红色石蕊试纸上，观察到的现象是______．
正确答案
（1）二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的原理为：MnO2+4HCl（浓）
（2）饱和食盐水的作用是除去杂质气体HCl；氯气中的水蒸气不影响次氯酸钠的制取，所以氯气可以不干燥，但是氯气有毒，一定要进行尾气处理，故答案为：除去杂质气体HCl；能；尾气气吸收装置；
（3）制取次氯酸钠的原理是让氯气和氢氧化钠反应，氯气和氢氧化钠的产生来自饱和食盐水的电解，为了让产生的氯气被溶液全部吸收，氯气一定要在下面的电极上生成，故下面的电极上是氯离子失去电子的过程，为阳极，所以a极为电源的正极，故答案为：NaCl；正；NaCl+H2O
（4）电解一段时间后的电解液主要成分是次氯酸钠和氯化钠，次氯酸钠具有漂白性，水解显示碱性，滴加到红色石蕊试纸上以后会先变蓝后褪色，故答案为：先变蓝后褪色．
工业上常以赤铁矿石（主要成分为Fe2O3）和焦炭为主要原料，在高温下炼铁．焦炭产生CO的反应是：
C+O2
（1）CO还原赤铁矿的化学方程式是______
（2）下列说法正确的是______
a．为使赤铁矿石充分燃烧，需将其粉碎
b．足量的空气能提高炼铁反应速率
c．与生铁相比较，纯铁转化为“铁水”的温度低
（3）生铁的用途很多，某电镀厂用生铁将废水中的Cr2O72-转化为Cr3+，流程图1：
①气体A是______
②在上述酸性溶液中，生铁比纯铁产生Fe2+的速率快，原因是______
③将Cr3+转化为Cr（OH）3的离子方程式是______
（4）电解法将一定浓度的酸性废水中的Cr2O72-转化为Cr3+，其原理示意图2：
①阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式是______
②一段时间后，试管底部出现沉淀．解释生成沉淀的原因：______．
正确答案
（1）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，故答案为：Fe2O3+3CO
（2）a、原料铁矿石是固体、空气是气体，为了加快反应速率，所以要将黄铁矿粉碎，增大接触面，提高反应速率，故a正确；
b、采用空气过量目的是增大氧气浓度，提高一氧化碳的浓度，提高炼铁反应速率，故b正确；
c、生铁是合金，熔点低，故c错误；
故答案为：a b；
（3）①铁与硫酸反应生成H2，故答案为：H2；
②生铁中含有C，铁和碳在硫酸溶液中形成原电池，故答案为：生铁中含有C，在硫酸溶液中形成无数微小原电池，加快反应速率；
③Cr3+与石灰乳反应生成Cr（OH）3是沉淀，离子方程式是2Cr3++3Ca（OH）2═2Cr（OH）3↓+3Ca2+，故答案为：2Cr3++3Ca（OH）2═2Cr（OH）3↓+3Ca2+；
（4）①铁作阳极，电极本身被氧化，反应式为Fe-2e-═Fe2+，溶液呈酸性，H+离子在阴极放电生成氢气，反应式为2H++2e═H2↑，Fe2+离子与Cr2O72-离子发生氧化还原反应生成Fe3+离子和Cr3+离子，反应离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，故答案为：6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O；
②随着电解进行，c（OH-）浓度增大，生成Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀，故答案为：随着电解进行，溶液中c（H+） 逐渐减少，c（OH-）浓度增大，生成Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀；
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