- 电解池
- 共5205题
在如下图所示装置中,X和Y均为石墨电极。
I.
(1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水,电解反应的离子方程式为 ____,____极(填“阴”或“阳”)附近会出现红色。
Ⅱ.若电解液为500mL,含溶质的某蓝色溶液,电解一段时间,观察到X电极表面有红色的固态物质生成,Y电极有无色气体生成;溶液中原有溶质完全电解后,停止电解,取出X电极,洗涤、干燥、称量,电极增重1. 6g。
(2)电解后溶液的pH为____(假设电解前后溶液的体积不变),要使电解后溶液恢复到电解前的状态,需加入一定量的____(填加入物质的化学式)。
(3)请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是____。设计实验验证你的推测,写出实验的操作步骤、现象和结论_____________________________________。
正确答案
(1) 2Cl-+2H2O2OH-+2Cl2↑+H2↑; 阴
(2)1; CuO(或CuCO3)
(3)硫酸根离子; 取少量待测溶液于试管中,滴加盐酸无明显现象,继续加入氯化钡溶液,若有白色沉淀产生,则证明是硫酸根离子。(或:硝酸根离子取待测液于试管中,加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉,若有红棕色气体产生,则证明是硝酸根离子)
常温下电解200mL 一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图 I、Ⅱ所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),根据图中信息进行下列填空和计算:
(1)写出 0~t2时段的电极反应式: 阴极:____;阳极:____,
(2)计算原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度分别是多少。
(3)计算电解至t3时,消耗水的质量为多少克。
正确答案
(1)Cu2++2e-==Cu ,2Cl--2e-==Cl2↑;4OH--4e-==2H2O+O2↑
(2)0. 1mol·L-1 ,0.1mol·L-1 (3)0. 72g
下图A为直流电源,B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸,C为电镀槽,接通电路后,发现B上的c点显红色,请填空:
(1)电源A的a为____极。电极f的名称是____。
(2)滤纸B上c点的电极反应式为___,滤纸B上发生的总反应方程式为____。
(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌,接通K点,使c、d两点短路,则电极e上的电极反应式为____,电解槽中盛放的电镀液可以是____或____(只要求填两种电解质溶液)。
正确答案
(1)正; 阴极
(2)2H2O-2e-=2OH-+H2↑、 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)Zn-2e-=Zn2+; ZnSO4溶液; ZnCl2溶液
(1)埋在地下的输油铁管道,在下列情况下,①在含铁元素较多的酸性土壤中、②在潮湿疏松透气的土壤中、③在干燥致密不透气的土壤中、④在含碳颗粒较多,潮湿透气的中性土壤中。被腐蚀速率最慢的是___________________
(2)以石墨棒为两极,氯化铜溶液为电解液组成的电解池的阴极电极反应式是____________________在化学反应中发生的能量转变形式是__________________
正确答案
(1)③
(2)Cu2++2e-==Cu;电能转化为化学能
加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末,其溶解度受温度影响很大,且随温度的升高而逐渐增大,常温下很稳定,在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,可与碘化物等还原性物质发生反应。
(1)为检验某食盐中是否含有KIO3,某同学取食盐样品完全溶解于水中,然后加入用盐酸酸化的淀粉KI溶液,结果溶液呈蓝色,则反应的离子方程式为________________;
(2)KIO3也可用电解的方法制得,其原理是以石墨为阳极,以不锈钢为阴极,在一定温度和电流下电解KI溶液。总反应方程式为KI+3H2O=KIO3+3H2↑,则两极的电极反应式分别为:阴极___________,阳极
____________。
正确答案
(1)5I- + IO3- + 6H+ = 3I2 + 3H2O
(2)6H+ + 6e- = 3H2↑;I- - 6e- + 6OH-= IO3- + 3H2O
钛是一种重要的金属,工业上用钛铁矿(FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制钛白粉(
TiO2),TiO2常通过两种方法还原制得Ti。
已知:2H2SO4+FeTiO3==TiOSO4+FeSO4 +2H2O. 回答下列问题:
(1)净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理,该过程中发生反应的化学方程式有:
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+ H2O和___。
(2)滤液①中的溶质主要是FeSO4,检验其中Fe2+的方法是___。
(3) TiOSO4是一种强酸弱碱盐。从TiOSO4→H2TiO3需要加热,则加热的目的是____。
(4)电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极,石墨作阳极,熔融CaO为电解液,用碳块作电解槽。其阴极反应的电极反应式为___。
(5)因为反应TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g) △H=+151 kJ.mol-1难于发生,所以工业上不能直接由TiO2和
Cl2反应来制取TiCl4。当反应体系中加入炭粉后,反应分如下两步进行:
2C(s) +O2 ( g)=2CO( g) △H1= -221 kJ . mol-1
TiO2(s) +2C(s) +2Cl2(g)TiCl4 (l) +2CO( g) △H2 则△H2=____。
正确答案
(l)Al2O3 +2NaOH==2NaAlO2 +H2O
(2)取少许滤液①于试管中,滴入几滴KSCN溶液,无明显现象,然后滴入几滴氯水,溶液变为红色,说明其中含有Fe2+ (3)促进TiOSO4的水解
(4)TiO2 +4e-==Ti+2O2-
(5) -70 kJ.mol-1
下图是串联的电解槽(都是惰性电极),通电电解不久,b电极附近溶液呈浅红色,请写出各电极的反应式。
a:________; b:________; c:________; d:________; e:________; f:________。
正确答案
a:2H2O-4e-=O2↑+4H+;b:4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;c:2H2O-4e-=O2↑+4H+;d:2Cu2++4e-=2Cu;
e:2Cl-+2e-=Cl2↑;f:Sn2++2e-=Sn
(1)用惰性电极电解下列水溶液,请写出电极反应式及总反应离子方程式:
AgNO3:阴极:_________________阳极:_________________总反应离子方程式:_________________。
NaCl:阴极:_________________阳极:_________________总反应离子方程式:_________________。
(2)用Cu电极电解下列水溶液,请写出电极反应式及总反应化学方程式:
Na2SO4:阴极:_________________阳极:_________________总反应化学方程式:_________________。
(3)用Cu电极做阴极,石墨电极做阳极电解CuSO4水溶液,请写出电极反应式及总反应离子方程式:
阴极:_________________阳极:_________________总反应离子方程式:_________________。
正确答案
(1)4Ag++4e-=4Ag;4OH--4e-=O2↑+2H2O;4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3;2H++2e-=H2↑;
2Cl--2e-=Cl2↑;2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)2H++2e-=H2↑;Cu-2e-=Cu2+;Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑
(3)2Cu2++4e-=2Cu;4OH--4e-=O2↑+2H2O;2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料,主要用于航天工业和航海工业,下列是有关钛的冶炼及应用的问题。
(1)金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化:
TiO2(金红石)+2C+2Cl2TiCl4+2CO
已知:C(S)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566 kJ·mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) H=+141 kJ·mol-1
则TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的 H=______________,
(2)钠热还原法是冶炼金属钛的方法之一,主要反应原理为:4Na+TiCl44NaCl+Ti,该反应不能在水溶液中进行,一是因为TiCl4会强烈水解生成TiO2,另一原因_______________(用适当化学方程式辅以必要的文字说明)。
(3)镁还原法也是冶炼金属钛的常用方法,其主要反应原理如下:
MgCl2Mg+Cl2 TiCl4+2Mg
2MgCl2+Ti
从海水中提取MgCl2时,先在海水中加入熟石灰,沉淀出Mg(OH)2,写出Mg(OH)2溶度积表达式:_______________可加入适当过量的熟石灰,从Mg(OH)2溶解平衡角度解释其原因_________________
(4)TiCl4与LiOH在水溶液中一定条件下可反应生成Li4Ti5O12(钛酸锂),Li4Ti5O12可与LiMn2O4(锰酸锂)等正极材料组成理离子二次电池,工作时Li+ 在电池内定向移动,其电池反应为:使用时先充电,写出其充电式的阳极反应_______________,放电时Li+的移动方向 _______________。
正确答案
(1)-80kJ/mol
(2)2Na+2H2O=2NaOH+H2,金属钠与水剧烈反应,不会置换出钛
(3) ;氢氧根离子浓度增大,使氢氧化镁的溶解平衡左移,有利于氢氧化镁的析出
(4)3LiMn2O4-3e- 3Li++ 6MnO2 ;从负极(Li7Ti5O12)移向正极(MnO2)
将两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中,通电电解,当电解液的pH由6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略)。
(1)写出电极反应式阳极:______________, 阴极:______________。
(2)电极上应析出银的质量是_______________。
(3)欲使该溶液复原应加入_______________________。
正确答案
(1)4OH--4e-==2H2O+O2↑;4Ag++4e-==4Ag
(2)54mg或5.4×10-2g
(3)Ag2O
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