- 电解池
- 共5205题
如图为相互串联的甲乙两个电解池，X、Y为直流电源的两个电极。电解过程中，发 现石墨电极附近先变红。请回答：
(1)电源X极为 极(填“正”或“负”)，乙池中Pt电极上的电极反应式为 。
(2)甲池若为电解精炼铜的装置，其阴极增重12.8 g，则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积为 ，电路中通过的电子为 mol。
(3)在(2)的情况下，若乙池剩余溶液的体积仍为400 mL，则电解后所得溶液c(OH－)＝ 。
正确答案
(1)正 2Cl－－2e－=Cl2↑
(2)4.48 L 0.4
(3)1 mol·L－1
(1)由题意得X极为正极，Pt电极为电解池的阳极，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑。
(2)甲池的阴极电极反应式：Cu2＋＋2e－=Cu。
乙池的阴极电极反应式：2H＋＋2e－=H2↑由电子守恒得：
Cu ～2e－ ～H2
64 g 2 mol 22.4 L
12．8 g n(e－) V(H2)
则：n(e－)＝0.4 mol V(H2)＝4.48 L
(3)乙池发生反应：
2Cl－＋2H2O
2 22.4 L
n(OH－) 4.48 L
n(OH－)＝0.4 mol
电解后所得溶液c(OH－)＝1 mol·L－1
课题式研究性学习是培养学生创造性思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图链接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附件先显红色。试回答下列问题：
（1）电源A极的名称是 。
（2）甲装置中电解反应的总化学方程式： 。
（3）如果收集乙装置中产生的气体，相同状况下两种气体的体积比是 。
（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是 （填“铜”或“银”），电镀液的溶质是 (填化学式)。
（5）装置丁中的现象是 。
正确答案
（1） 正极；（2：2CuSO4+2H2O 
（3）1：1 （4）银，AgNO3（5） Y极附近红褐色变深．
试题分析：（1）向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明该极上氢离子放电，所以该电极是阴极，所以E电极是阳极，D电极是阴极，C电极是阳极，G电极是阳极，H电极是阴极，X电极是阳极，Y是阴极，A是电源的正极，B是原电池的负极，
（2）电解硫酸铜溶液时的阳极是氢氧根离子放电，阴极是铜离子放电，所以电解反应为：2CuSO4+2H2O
（3）电解饱和食盐水的电解原理是：2NaCl+2H2O
（4）丙装置给铜镀银，银作阳极，镀件作阴极，含有银离子的硝酸银作电解质即可 。
（5）根据异性电荷相吸的原理，氢氧化铁胶体中含有的带正电荷的粒子会向阴极即Y极移动，所以Y极附近红褐色变深，
食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。
（1）粗食盐常含有少里K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：
提供的试剂：饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液欲除去溶液I中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为 ___（只填化学式）。
（2）用提纯的NaCl配制500mL 4.00 mol·L-1 NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有 （填仪器名称）。
（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的实验现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 。检验该电极反应产物的方法是 。
③若收集的H2为2 L ，则同样条件下收集的Cl2 （填“＞”、“＝” 或“＜”
正确答案
（1）BaCl2、NaOH、Na2CO3（错选或多选本小题不得分。）NaOH溶液的加入顺序及是否答NaOH不影响得分
（2）天平、烧怀、500mL容量瓶、胶头滴管（3）①2H++2e-=H2↑ 放出气体，溶液变红
②2Cl—2e-=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
③ < 电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应
（1）考查物质的分离和提纯。除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子的试剂分别是乙酸钠、氢氧化钠、氢氧化钠和氯化钡。由于过量的氯化钡需要碳酸钠来除去，所以碳酸钠必需放在氯化钡的后面，而氢氧化钠不受影响。
（2）考查一定物质的量浓度溶液的配制。根据实验原理可知，还缺少的仪器是天平（用来称量）、烧怀（用来溶解）、500mL容量瓶、胶头滴管（用来定容）。
（3）考查电化学的应用。
①根据装置图可知，X电极和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电，方程式是2H++2e-=H2↑；由于氢离子放电，破坏来阴极周围水的电离平衡，所以阴极周围溶液显碱性，则溶液呈红色。
②Y电极和电源的正极相连，作阳极，溶液中的氯离子放电，电极反应式是2Cl—2e-=Cl2↑；氯气具有氧化性，据此可以检验，即把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
③由于电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应，所以实际收集的氯气小于2L。
食盐不仅是生活必需品，也是生产氯气和烧碱的重要原料．下图1是工业电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图．
（1）B处出口产生的物质是______；C处进口的物质是______．
（2）______离子被阳离子交换膜阻止进入阳极区，原因是______．
（3）如图2所示，20℃时在混合溶液中，随着氢氧化钠含量的变化，氯化钠达到饱和状态时其溶质质量分数的变化曲线．
已知曲线上A、B、C、D四个点的坐标分别为：A（0，26.5）；B（14.0，15.0）；C（18.8，11.7）；D（38.0，2.0）．
①20℃时，氯化钠在水中的溶解度为______g．
②D点处氢氧化钠的物质的量浓度约为多大？（已知D点处溶液的密度约为1.4g•mL-1，计算结果保留两位有效数字）______
③若现有20℃时，满足曲线上B点指标的溶液，可用______方法尽可能地降低氯化钠的含量，达到提纯氢氧化钠的目的．
正确答案
（1）工业电解饱和食盐水，依据图装置分析，钠离子移向F极，说明F为阴极，E电极为阳极析出的是氯气，F电极析出的是氢气；故答案为：氢气；饱和食盐水；
（2）F电极生成氢气破坏了水的电离生成氢氧根离子，阳离子交换膜阻止氢氧根离子进入阳极区失电子生成氧气，混入氯气中；
故答案为：氢氧根； 避免氧气生成；
（3）①由曲线上A（0，26.5）点坐标可得，20℃时氯化钠在水中的饱和溶液的溶质质量为26.5%，此时氯化钠的溶解度为：
20℃氯化钠在水中溶解度=
故答：36.1；
②曲线上D（38.0，2.0）点表示：混合溶液中氢氧化钠含量为38.0%时，混合溶液中氯化钠达饱和状态其溶质质量分数为2.0%．换言之，若此时溶液质量为100g，其中含38.0g氢氧化钠时溶解氯化钠2.0g达到饱和．混合溶液中氢氧化钠含量为38.0%时的物质的量浓度c=
故答案为：13；
③使B点的溶液尽可能地降低氯化钠的含量，根据曲线含义，只要使氢氧化钠的含量增大氯化钠的溶解能力就减小，氯化钠结晶析出，剩余溶液则为较纯净的氢氧化钠溶液．可采取蒸发水分浓缩溶液增大氢氧化钠的含量，结晶出氯化钠．
故答案：蒸发结晶．
如图装置闭合电键时，电流计A的指针将发生偏转。试回答下列问题。
（1）A池是____________；Zn的电极名称是____________B池是____________；Pt的电极名称是
____________（填电解池、原电池、阴、阳、正、负极等）
（2）写出下列有关反应：Cu极上电极反应：_________________C极上电极反应：_________________
（3）B池中的总反应的化学方程式为________________________
（4）如果要用B池给铁片上镀上一层Cu，则B池应作何改进________________________
正确答案
（1）原电池；负极；电解池；阳极
（2）2H++2e-=H2↑；Cu2++2e-=Cu
（3）2CuSO4+2H2O
（4）将B池中的Pt换成Cu，碳棒换成铁片
（14分）
对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。
（1）含氰废水中的CN－有剧毒。
①CN－中C元素显+2价， N元素显-3价，用原子结构解释N元素显负价的原因是 ，共用电子对偏向N原子，N元素显负价。
②在微生物的作用下，CN－能够被氧气氧化成HCO3-，同时生成NH3，该反应的离子方程式为 。
（2）含乙酸钠和对氯酚（
①B是电池的 极（填“正”或“负”）；②A极的电极反应式为 。
（3）电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如下图所示（图中“HA”表示乳酸分子，A- 表示乳酸根离子）。
①阳极的电极反应式为 。
②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理： 。
③ 电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6-8，此时进入浓缩室的OH-可忽略不计。400mL 10 g•L-1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145 g•L-1（溶液体积变化忽略不计），阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为 L。（乳酸的摩尔质量为90 g• mol-1）
正确答案
（14分）
（1）①C和N的原子电子层数相同（同周期），核电荷数C小于N，原子半径C大于N（吸引电子能力C弱于N）
注：以递变规律的方式表述也给分。如“C和N同周期，C在N的左边。同周期元素从左至右核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐减小，核对最外层电子的引力逐渐减弱”）
② 2CN－+ 4H2O + O2 
（2）①负；②Cl－－OH + 2e－ + H+ ="==" －OH + Cl－
（3）①4OH－－4e－="==" 2H2O+O2↑
② 阳极OH-放电，c(H+)增大，H+从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室（1分）；A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室（1分），H+ +A－ ="==" HA，乳酸浓度增大。
③ 6.72
试题分析：（1）①C和N的原子电子层数相同，核电荷数C小于N，原子半径C大于N，所以N吸引电子的能力强于C，表现为负价；
②，CN－能够被氧气氧化成HCO3-，同时生成NH3，根据所给反应物和生成物判断反应物中应有水参与，该反应的离子方程式为2CN－+ 4H2O + O2
（2）①HCO3-中C为+4价，CH3COO-中C平均为0价，化合价升高，发生氧化反应，所以B极为负极；
②A极发生还原反应，对氯苯酚结合氢离子生成苯酚和氯离子，电极反应式为Cl－－OH + 2e－ + H+ ="==" －OH + Cl－
（3）①阳极的电极反应式为
“化学与技术”模块
海洋是一座巨大的宝藏，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源．而以海水为主要原料的海洋化学工业，又被称为“蓝色化工”．
（1）常用的海水淡化方法有______法、______法（电渗析、反渗透）、冷冻法、离子交换法等．
（2）如图是电渗析法淡化海水的原理图．其中，电极A接直流电源的正极，电极B接直流电源的负极．
①隔膜A是______（填：阴离子交换膜或阳离子交换膜）
②从宁波港采集的海水样品，经分析含有大量的Na+、Cl-，以及少量的K+、SO42-．
若用上述装置对采自宁波港的海水进行淡化，当淡化工作完成后，A、B、C三室中所得溶液（或液体）的pH分别为pHa、pHb、
pHc，则其大小顺序为______．
③请写出用电渗析法对采自宁波港的海水进行淡化处理时所发生的化学反应方程式______．
（3）具有暂时硬度的硬水在长时间加热煮沸后，生成沉淀的主要成分是______．
（4）为获得纯净水（去离子水），某同学在实验室将含Mg2+、Ca2+、Cl-的硬水先后通过阴离子交换树脂[如RN（CH3）3OH]和阳离子交换树脂[如RSO3H]，写出Cl-与上述离子交换反应的方程式______；结果实验未获得成功，其可能原因是______．
正确答案
（1）海水淡化常见的方法有：蒸馏法、膜法、冷冻法、离子交换法等，故答案为：蒸馏；膜；
（2）①阴离子交换膜只允许阴离子自由通过，阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，隔膜A和阳极相连，阳极是阴离子放电，所以隔膜A是阴离子交换膜，故答案为：阴离子交换膜；
②电解池的阴极是氢离子放电，阳极是氢氧根离子放电，隔膜A是阴离子交换膜，隔膜C是阳离子交换膜，则导致A室显酸性，B室显中性，C室显碱性，所以pH大小顺序为：pHa＜pHb＜pHc，故答案为：pHa＜pHb＜pHc；
③电解氯化钠的反应原理为：2NaCl+2H2O
（3）水垢的主要成分是氢氧化镁和碳酸钙，也是具有暂时硬度的硬水在长时间加热煮沸后生成沉淀的主要成分，故答案为：CaCO3、Mg（OH）2；
（4）阴离子交换树脂可以实现阴离子之间的交换，所以Cl-与阴离子交换树脂反应的方程式为：RN（CH3）3OH+Cl-═RN（CH3）3Cl+OH-，碱性环境下，镁离子易形成沉淀物，会堵塞了离子交换柱，所以离子交换树脂有时不起作用，故答案为：阴离子交换树脂交换出的OH-和Mg2+、Ca2+等反应生成沉淀堵塞了离子交换柱．
甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用作燃料．已知：
CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－443.64 kJ/mol
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ/mol
(1)试写出CH3OH(l)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式：______________________________________________.
(2)科研人员新近开发出一种由强碱作电解质溶液的新型甲醇手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电，据此回答：甲醇在________极反应．
(3)利用电池可实现电能向化学能的转化．某同学设计了一种用电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)，通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色．下列说法中不正确的是________(填序号)．
A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解质溶液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是2H＋＋2e－===H2↑
正确答案
(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1453.28 kJ/mol
(2)负
(3)C
甲醇是一种很好的清洁燃料，工业上用CH4和H2O为原料，通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
（1）将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应： CH4(g)+H2O(g)
CH4的转化率与温度、压强的关系如下图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为___________ 。
②图中的P1____________P2（填“”或“=”），100℃时平衡常数为__________ 。（填数值）
③该反应的△H _________ 0(填“”或“=”)。
（2）在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g)
若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是__________。
A．升高温度 B．将CH3OH(g)从体系中分离 C．充入He，使体系总压强增大 D．再充入1mol CO和3mol H2
（3）下列叙述正确的是①____________②___________
①在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接锌片和铜片.
A.正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大
B.电子通过导线由铜片流向锌片
C.正极有O2逸出
D.铜片上有H2逸出
②E.电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室
F.电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小
G.工业上用电解熔融的AlCl3方法来制备金属Al
H.电解熔融的烧碱绝对不可能得到金属钠
正确答案
（1）①0.0030mol·L-1·min-1 ； ②＜ ； 2.25×10-4 ；③>
（2）BD
（3）① D ； ② F
2008年5月12日四川汶川发生特大地震后为防止灾后疫病使用了大量的各种消毒液，如NaClO溶液，某学习小组对消毒液次氯酸钠(NaClO)的制备与性质进行研究。
（一）甲同学用石墨和饱和食盐水设计如图制备消毒液( NaClO 溶液）的发生器，通电时，电解饱和食盐水的化学方程式为___ ；为使生成的Cl2完全被吸收，则电源的a极应为___极（填“正”或“负”），溶液中生成NaClO的离子方程式为____。
（二）乙同学从某超市查询到某品牌消毒液包装说明的部分内容：主要有效成分为次氯酸钠，有效氯含量8 000～ 10 000 mg/L。可用于各类家居用品、餐具、棉织衣物等的消毒，对彩色织物可能有褪色作用。本品须密封，置阴凉暗处保存。
(1)室温时，他测得该消毒液(NaClO)的pH>7，其原因为（用离子方程式表示）___。
(2)该消毒液还具有的化学性质有____（填序号）。
A．强氧化性
B．强还原性
C．不稳定性
D．漂白性
(3)从该消毒液的保存要求分析，导致其失效的主要原因是（用化学方程式表示）___。
正确答案
（一） 2NaCl+2H2O
（二）(1)ClO-+H2O
(2) AD
(3)2NaClO+CO2+H2O=Na2CO3+2HClO
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