- 电解池
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科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。
（1）四种制取Cu2O的方法
（a）用炭粉在高温条件下还原CuO制备Cu2O；
（b）用葡萄糖还原新制的Cu(OH)2制备Cu2O；
（c）电解法制备Cu2O。原理如上图所示，则阳极电极反应可以表示为_____________________；
（d）最新实验研究加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O，同时放出N2。该制法的化学方程式为________________________。
（2）用制得的Cu2O进行催化分解水的实验
①一定温度下，在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0．10 mol水蒸气，发生反应：
2H2O(g)
前20min的反应速率v(H2O) ＝_____________；该温度下，反应的平衡常数的表达式K＝___________；达平衡时，至少需要吸收的光能为___________kJ。
②用以上四种方法制得的Cu2O在某相同条件下分别对水催化分解，产生氢气的体积V(H2)随时间t变化如图所示。下列叙述正确的是______________（填字母代号）。
A．c、d方法制得的Cu2O催化效率相对较高
B．d方法制得的Cu2O作催化剂时，水的平衡转化率最高
C．催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有关
D．Cu2O催化水分解时，需要适宜的温度
正确答案
（1）（c）2Cu-2e-+2OH-＝Cu2O＋H2O；（d）4Cu(OH)2＋N2H4
（2）①5.0×10-5mol/(L·min)；
海水资源的利用具有非常广阔的前景．
（1）海水淡化的主要方法有（只写出1种即可）______．
（2）海水中丰富的氯化钠是重要的化工原料，如电解饱和食盐水可以制备多种化工产品．
①用石墨电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式是______．
②常温下，用石墨电极电解饱和食盐水，当阴极产生的气体体积为112mL（已折算为标准状况）时停止电解，此时溶液体积为1L，若忽略气体的溶解，最终溶液的pH约为______．
正确答案
（1）目前淡化海水的方法有多种，如：蒸馏法、结晶法、淡化膜法、多级闪急蒸馏法等，其中最常用的是蒸馏法，目前多采用多级闪急蒸馏法，故答案为：蒸馏法；
（2）①电解饱和食盐水时，阳极是氯离子失电子生成氯气的过程，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；
②因电解饱和食盐水的方程式：2NaCl+2H2O
电镀含铬废水的处理方法较多。
Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Cu2+、Fe2+ 、Fe3+和Al3+等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：
已知：
(1).Cr(OH)3 
(2).Cu(OH)2能溶于氨水：Cu(OH)2+4NH3·H2O = [Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
请回答：
(1).操作I的名称________，上述操作I、II、III相同，进行该实验操作所需要的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还有_____________。
(2).滤渣I的主要成分为__________ (写化学式) ，试剂乙的名称_______ 。
(3).加入试剂甲的目的__________。
(4).废水处理流程中生成滤渣III的离子方程式_____________。
II.酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72-形式存在。工业上用以下方法处理处理含Cr2O72-的废水：
①往废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；
②用Fe为电极进行电解，经过一段时间，最后有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生；
③过滤回收沉淀，废水达到排放标准。
(5).电解时能否用Cu电极来代替Fe电极__________(填“能”或“不能”)，理由_________________。
(6).已知某含Cr2O72-的酸性工业废水中铬元素的含量为104.5mg/L，处理后铬元素最高允许排放浓度为0.5mg/L。处理该废水1000m3并达到排放标准至少消耗铁的质量为____kg。
正确答案
(1)过滤 ；玻璃棒
(2)Cu(OH)2、Fe(OH)3 ； 氨水
(3)将Fe2+氧化成Fe3+
(4)AlO2- +CO2 +2H2O = Al(OH)3↓+HCO3-
(5)不能 ；因阳极产生的Cu2+不能还原Cr2O72-
(6).336
食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料．
（1）粗食盐常含有少量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 75%乙醇 四氯化碳
①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洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为______．
（2）用提纯的NaCl配制500mL4.00mol•L-1NaCl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，若收集的H2为2L，则同样条件下收集的Cl2______（填“＞”、“=”或“＜”）2L，原因是______．装置改进后，可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法是______．
（4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑；MnO2+4HCl（浓）
据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置______（填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置______（填代号）．可选用制备气体的装置：
正确答案
（1）①要除去SO42-，只有选BaCl2溶液，若选用Ba（NO3）2，会引入新的离子NO3-，再选用NaOH溶液除去Mg2+和Fe3+溶液，最后选用Na2CO3溶液除去Ca2+，此处不能选用K2CO3溶液，否则会引入新的K+，再用HCl除去过量的CO32-，Na2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前，否则会引入Ba2+，故答案为：BaCl2、NaOH、Na2CO3；
②除去NaCl晶体表面的少量的KCl，应选用75%的乙醇，因为CCl4有毒，同时KCl也不会溶解在CCl4中，
故答案为：75%乙醇；
（2）配制一定物质的量浓度的溶液，所需的仪器有：药匙、玻璃棒、天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管，
故答案为：天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管；
（3）电解饱和食盐水的反应：2NaCl+2H2O
故答案为：＜；电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应；中和滴定；
（4）实验室中采用金属锌和酸不加热反应来获得氢气，故选择装置e，利用二氧化锰和浓盐酸加热来获得氯气，其中的杂质氯化氢可以加饱和食盐水来除，杂质水可以采用浓硫酸来除去，可以选择装置d，故答案为：e；d．
以下是有关SO2、Cl2的性质实验。
(1)某小组设计如图所示的装置图（图中央持和加热装置略去），分别研究SO2和Cl2的性质
①若从左端分别通入SO2和Cl2，装置A中观察到的现象是否相同?_______（填“相同”或“不相同”）；若装置D中装的是V2O3（催化剂），通入SO2时，打开K通入适量O2的化学反应方程式为___________________________。
②SO2通入B中，溶液颜色褪去，则该反应的离子方程式为_______________________。
③E中的试剂为__________（填化学式）。
(2)某同学将足量的SO2通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，若向该试管中加入足量（填字母）_____________，仍然无法观察到沉淀产生。
A.氨水 B.稀盐酸 C.硝酸钾溶液 D.硫化钠溶液
(3)若由元素S和O组成-2价酸根离子X，X中S和O的质量比为4:3；若Cl2与含X的溶液完全反应后，得澄清 溶液，取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式_______________________
(4)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸，装置如下图，含有某种催化剂，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。通入SO2的电极为____极，其电极反应式为
_________________；电池的总反应式_______________
(5)实验是化学研究的基础，关于下列各装置图的叙述正确的是__________。（填序号）
A．装置①可完成多种气体的发生、净化和收集，如铜屑与稀硝酸反应
B．装置②中，a为正极，d为阳极
C．装置③可用于收集H2、NH3、Cl2、HCl、NO2等
D．装置④能用于测量气体体积
(6)用铅蓄电池电解苦卤水（含Cl-、Br-、Na+、Mg2+）的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是__________。（填序号）
A．铅蓄电池负极的反应式为：Pb -2e-=Pb2+B．铅蓄电池放电时，B极质量减轻，A极质量增加
C．铅蓄电池充电时，A极应与外电源负极相连
D．电解苦卤水时，a电极首先放电的是Br-
正确答案
(1)①相同；2SO2+O2
(2)B
(3)4Cl2+S2O32-+5H2O =2SO42-+8Cl-+10H+
(4)负；SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-；2SO2+O2+2H2O=2H2SO4(5)C
(6)D
已知在pH为4～5的环境中，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解．某研究性学习小组的学生在一次活动中，设计出如下方案来测定铜的相对原子质量：
指导老师认为此方案可行，提供了一瓶含有一定量H2SO4、Fe2(SO4)3杂质的CuSO4溶液及其他相关药品、器材．
(1)需要先提纯，加入________(填写试剂化学式)，反应后经过滤即可提纯CuSO4溶液．有关离子方程式：________________.
(2)用铜和石墨两个电极电解CuSO4溶液，铜电极应接电源的________极，石墨电极上的电极反应式：________.
(3)写出Cu的相对原子质量的表达式：________.
正确答案
(1)CuO ；Fe3＋＋3H2O 
(2)负 ；4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(3)
某同学按如下装置进行实验：a、b为金属电极，c、d为石墨电极，通电前乙池的两试管中均充满稀硫酸，通电一段时间后，试管中收集到的气体体积如图所示：
请回答下列问题：
(1)A端为______极（填“正”或“负”）；d为___极（填“阴”或“阳”）。
(2)d电极上的电极反应式为___。
(3)若要利用甲池在铁片上镀银，则b电极材料为____，电镀液为___溶液。
(4)通电一段时间后，当乙池中两试管共收集到33.6 mL气体（标准状况）时，铁片的质量增加___g。
正确答案
(1)正； 阴
(2)2H++2e-==H2↑
(3)铁； AgNO3
(4)0. 216
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