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题型:填空题
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填空题

从NO3-、SO42-、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、Cl-等离子中选出适当的离子组成电解质,采用惰性电极对其溶液进行电解。若两极分别放出气体,且体积比为1∶1,电解质的化学式可能是_________________。

正确答案

HCl(或BaCl2

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填空题

(14分)如图所示是电解氯化钠溶液(含酚酞)的装置。有毒气体收集的装置省略没有画出,两电极均是惰性电极。

⑴a电极的名称            , a电极的电极方程式为:____________.

⑵电解过程中观察到的现象                                

⑶确定N出口的气体最简单的方法是                  ,若收集N出口的气体体积在标准状况为1.12L,则电解过程中转移的电子数目为:_____________.

⑷电解的总反应离子方程式为                

⑸若将b电极换成铁作电极,写出在电解过程中U型管底部出现的现象_          

正确答案

(1)阴极  ,2H++2e= H2↑  (2)两极均有气泡产生;a极区溶液变成红色;b极液面上气体变为黄绿色;b极区溶液变为浅黄绿色。  (3)用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,试纸变蓝则说明是Cl2,  0.1NA   (4)2Cl+2H2OCl2↑+H2↑+2OH   (5)底部有白色沉淀产生,很快变为灰绿色,最终变为红褐色。

(1)根据装置图可知,电子是从b极流向a极,所以b是阳极,溶液中的阴离子氯离子在阳极放电,反应式为2Cl-2 e=Cl2↑。a是阴极,溶液中的阳离子氢离子在阴极放电,反应式为,2H++2e= H2↑。

(2)根据(1)分析可知,阴极氢离子放电,导致阴极周围的OH浓度增大,所以阴极周围碱性增强,所以实验现象是两极均有气泡产生;a极区溶液变成红色;b极液面上气体变为黄绿色;b极区溶液变为浅黄绿色。

(3)b极生成的气体是氯气,所以N出口的气体是氯气。检验氯气可以利用其氧化性,借助于湿润的淀粉碘化钾试纸检验。标准状况1.12L氯气是0.05mol,所以转移电子的物质的量是0.05mol×2=0.1mol。

(4)根据以上分析可知,氯化钠和水都被电解,所以总的反应式为2Cl+2H2OCl2↑+H2↑+2OH

(5)若将b电极换成铁作电极,则阳极就是铁,此时铁失去电子,反应式为Fe-2e-=Fe2。由于阴极有OH生成,所以溶液中会生成氢氧化亚铁沉淀,氢氧化亚铁不稳定,很快被氧化生成氢氧化铁红褐色沉淀。

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400 mL NaNO3和AgNO3的混合溶液中c(NO3)=4mol/L,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到11.2L气体(标准状况),假设电解后溶液体积仍为400 mL。回答下列问题:

(1)把下列电极方程式补充完整:

阴极:                               2H+  +  2e-   =   H2

阳极:                                                    

(2)上述电解过程中转移电子的物质的量为                      

(3)电解后溶液中的c(H+)为                                     

正确答案

(1)阴极   Ag++e-=Ag         。阳极 4OH—4e=2H2OO2↑

(2)      2mol     (3)       2.5mol.L-1

阳极附近有NO和OH-,OH-放电,4OH?-4e-=2H2O+O2

阴极附近有Ag+和H+,氧化性Ag+>H+,Ag+先放电,Ag++e-=Ag,2H++2e-=H2

生成的V(H2)=V(O2)=11.2L,n=0.5mol;转移电子为0.5mol×4=2mol;c(H+)=2.5mol/L。

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填空题

如图为以惰性电极进行电解:

(1)写出B、C、D各电极上的电极反应式和总反应方程式:

A:______,

B:______,

总反应方程式:______;

C:______,

D:______,

总反应方程式:______;

(2)在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为______.

正确答案

(1)左、右两个装置都是电解池,左侧装置,A连接电源的负极,为阴极,发生还原反应,Cu2+放电生成Cu,阴极电极反应式为Cu2++2e-═Cu,B连接电源的正极,为阳极,发生氧化反应,Cl-放电生成Cl2,阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,总反应式为:CuCl2Cu+Cl2↑;

右侧装置,C连接电源的负极,为阴极,发生还原反应,Ag+放电生成Ag,阴极电极反应式为4Ag++4e-═4Ag,D连接电源的正极,为阳极,发生氧化反应,水放电生成O2与H+,阳极电极反应式为4OH--4e-═2H2O+O2↑,总反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3

故答案为:Cu2++2e-═Cu,2Cl--2e-=Cl2↑,CuCl2Cu+Cl2↑;

4Ag++4e-═4Ag,4OH--4e-═2H2O+O2↑,4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3

(2)两个装置中转移的电子物质的量相等,故由电极反应式可知,A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为2:2:4:1,

故答案为:2:2:4:1.

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填空题

从 H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-中选择适当的离子组成电解质,使之符合下列要求.

(1)以石墨棒为电极,电解时电解质质量减小,水量不变,应选用的电解质是______.

(2)以石墨棒为电极,电解时电解质质量不变,水量减少,应选用的电解质是______.

(3)以石墨棒为阳极,铁棒为阴极,电解时电解质和水量都减少,应选用的电解质是______.

正确答案

因阳离子放电顺序为Cu2+>Na+>H+,阴离子放电顺序为Cl->OH->SO42-

则(1)惰性电极电解CuCl2溶液时,铜离子、氯离子放电,则电解质质量减小,水量不变,故答案为:CuCl2

(2)惰性电极电解H2SO4(或Na2SO4)溶液时,氢离子、氢氧根离子放电,则电解质质量不变,水量减少,故答案为:H2SO4(或Na2SO4);

(3)石墨棒为阳极,铁棒为阴极,电解CuSO4(或NaCl)溶液时,则铜离子、氢氧根离子(或氯离子、氢离子)放电,所以电解质和水量都减少,故答案为:CuSO4(或NaCl).

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填空题

如图所示是电解氯化钠溶液(含酚酞)的装置.有毒气体收集的装置省略没有画出,两电极均是惰性电极.

(1)a电极的名称______.

(2)电解过程中观察到的现象______

(3)确定N出口的气体最简单的方法是______.

(4)电解的总反应离子方程式为______.

(5)若将b电极换成铁作电极,写出在电解过程中U型管底部出现的现象______.

正确答案

(1)根据电子流向,连接a的是负极,连接b的是正极,所以a是阴极,b是阳极.

故答案为:阴极.

(2)电解氯化钠溶液时,阴极上氢离子得电子生成氢气,阴极上有电子,电子带负电荷,所以吸取氢氧根离子,阴极附近呈碱性,加入酚酞后溶液呈红色;阳极上氯离子失电子生成氯气,氯气是黄绿色的气体,氯气能溶于水,使溶液呈氯气的颜色.

故答案为:两极均有气泡产生;a极区溶液变成红色;b极液面上气体变为黄绿色;b极区溶液变为浅黄绿色;

(3)NN出口的气体是氯气,氯气能置换出碘化钾中的碘,碘能使淀粉变蓝色,所以可用湿润的淀粉碘化钾检验.

故答案为:用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,试纸变蓝则说明是Cl2

(4)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.

故答案为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-

(5)若将b电极换成铁作电极,铁是活泼电极,在电解氯化钠溶液时,阳极上铁失电子变成二价铁离子进入溶液,

阴极上还是氢离子得电子生成氢气,随着电解的进行,溶液中有氢氧根离子产生,二价铁离子和氢氧根离子生成白色的氢氧化亚铁沉淀,

白色的氢氧化亚铁不稳定,很快变成灰绿色,最终变为红褐色.

故答案为:底部有白色沉淀产生,很快变为灰绿色,最终变为红褐色.

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填空题

工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料,其中部分原料可用于制备多晶硅。

(1)上图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图,电解槽阳极产生的气体是________;NaOH溶液的出口为________(填字母);精制饱和食盐水的进口为________(填字母);干燥塔中应使用的液体是________。

(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注。

①SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同),方法为高温下SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为___________________________________。

②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用,一定条件下,在20 L恒容密闭容器中的反应:

3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)

达平衡后,H2和SiHCl3物质的量浓度分别为0.140 mol/L和0.020 mol/L,若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗纯NaCl的质量为________kg。

(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水,可制取氯酸钠,同时生成氢气,现制得氯酸钠213.0 kg,则生成氢气________m3(标准状况)。

正确答案

(1)氯气 a d 浓硫酸 (2)①SiCl4+2H2+O2 SiO2+4HCl ②0.35 (3)134.4

(1)电解饱和食盐水的电极反应分别为:阴极:2H+2e=H2↑;阳极:2Cl-2e=Cl2↑。所以阳极产物为氯气,H在阴极放电,水中的c(OH)增大,即NaOH在阴极(a处)产生。电解饱和食盐水所用的阳离子交换膜只允许阳离子(Na)通过,阻止阴离子和气体通过,电解过程中,Cl在阳极大量消耗,因此应在阳极区(d处)补充NaCl干燥塔干燥的气体为Cl2,应用浓H2SO4

(2)①光导纤维为SiO2,产物为两种,另一种物质只能为HCl。

②n(H2)=×20=3 mol。

由2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2

 2×58.5          2

 m(NaCl)         6 g

m(NaCl)=351 g≈0.35 kg。

(3)由题意,可写出反应的化学方程式为:

NaCl+3H2O NaClO3+3H2

          106.5  6

          213 kg m(H2)

m(H2)=12 kg,n(H2)=6 000 mol,V(H2)=134.4 m3

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(10分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,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,则电解池中X极上的电极反应式为       

②检验该Y电极反应产物的方法是                                               

③该反应的总反应方程式是:                                  

(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则

① X电极电极反应式是                            

② Y电极的材料是                

正确答案

(1)①2H+ +2e ="=" H2↑(2分)

②把湿润的KI淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色。(2分)

③2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ (2分)

(2)①Cu2+ +2 e="=" Cu(2分)②粗铜(2分)

考查电化学的应用。

(1)①X电极和电源的负极相连,作阴极,溶液中的氢离子放电生成氢气,电极反应式是2H+ +2e ="=" H2↑。

②Y电极是阳极,溶液中的氯离子放电,生成氯气,而氯气检验强氧化性,据此可以鉴别,即把湿润的KI淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色。

③阴极还产生氢氧化钠,所以总的反应式是2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑。

(2)粗铜精炼时,粗铜和电源的正极相连,作阳极,失去电子,所以Y电极是粗铜;纯铜和电源的负极相连,作阴极,溶液中的铜离子放电,所以X电极的电极反应式是Cu2+ +2 e="=" Cu。

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在25℃时,用石墨电极电解1000mL一定浓度的CuSO4溶液.5min后电解完全,在一个石墨电极上只有1.28gCu生成.试回答下列问题:

(1)总反应式为______.

(2)电解过程中转移的电子数为______mol,同时生成标准状况下气体的体积为______.

(3)在原CuSO4溶液中,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的PH为______(KspCu(OH)2=2×10-20).

正确答案

(1)电解硫酸铜时,阳极上是氢氧根放电,阴极上是铜离子放电,电解原理方程式为:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4

故答案为:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4

(2)电解硫酸铜时,阴极上是铜离子放电,即Cu2++2e-→Cu,当该电极上有1.28gCu生成时,转移电子为×2=0.04mol,消耗铜离子的物质的量是0.02mol,阳极上是氢氧根放电,即4OH-→O2↑+2H2O+4e-,当转移0.04mol电子时,则减少的氢氧根的浓度为0.04mol/L,生成氧气的物质的量是0.01mol,标准状况体积为0.224L;

故答案为:0.04;0.224L;

(3)在原CuSO4溶液中,铜离子的物质的量是0.02mol,浓度是0.02mol/L,如要生成Cu(OH)2沉淀,根据Ksp=c(Cu2+)•c(OH-2得c(OH-)==10-9mol/L,c(H+)=10-5mol/L,应调整溶液的PH为5;

故答案为:5.

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电解是有机合成一种重要的方法,它为进行奇特反应提供了有效的手段.例如利用电解可以制得一些小环化合物:

请回答下列问题:

(1)电解过程中是______极产物.

(2)写出电解得到一种烃的电极方程式______.

(3)电解羧酸盐溶液可制得一些特殊结构的烃类及其衍生物.其电解离子方程式为:2RCOO-+2H2OR-R+2CO2↑+H2↑+2OH-(R表示烃基)请写出该反应的电极方程式:阳极______.阴极______.

正确答案

(1)电解过程是阳极失电子发生氧化反应得到还原产物,阴极上得到电子发生还原反应得到氧化产物;依据电极反应可知是得到电子发生的还原反应,在阴极发生的反应,

故答案为:阴;

(2)依据题干中的反应实质:,电解得到一种烃的电极方程式为:,故答案为:

(3)电解羧酸盐溶液可制得一些特殊结构的烃类及其衍生物.其电解离子方程式为:2RCOO-+2H2OR-R+2CO2↑+H2↑+2OH-,依据反应过程中元素化合价的变化可知,碳元素化合价升高失去电子反应氧化反应,阳极电极反应为:2RCOO--2e-═R-R+2CO2↑;氢元素化合价降低得到电子发生还原反应,所以阴极电极反应为:2H2O+2e-═H2↑+2OH-(或2H++2e-═H2↑),

故答案为:2RCOO--2e-═R-R+2CO2↑;2H2O+2e-═H2↑+2OH-(或2H++2e-═H2↑);

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