- 电解池电极反应式的书写
- 共1339题
（10分）氢氧燃料电池的实验装置如图所示，回答下列有关该实验的问题。
（1）要使发光二极管发亮，实验时的操作顺序是：先_______，电解一段时间后，__________；
（2）在实验的全过程中能量的主要转化形式是 ；
（3）写出下列两种操作时的电极反应式，并注明电极名称：
①按下开关S1，断开开关S2，一段时间后： C1为 极，电极反应： ；
②断开开关S1，迅速按下开关S2：（提示：此时C1附近溶液显碱性，C2附近溶液显酸性）C2为______极， 电极反应： 。
正确答案
（1）关闭S1（1分）；打开S1，关闭S2（1分）
（2）电能→化学能→电能 (或电能→化学能→电能→光能) （2分）
（3）①阴极（1分） 2H++2e－＝H2↑(其他合理形式也可给分)（2分）
②正极（1分） O2+ 4H+ + 4e－＝2H2O（2分）
试题分析：（1）要使发光二极管发亮，则需要电源。由于要形成原电池，根据装置图可知需要燃料氢气和氧化剂氧气，所以实验时的操作顺序是先关闭S1，电解碳酸钠溶液生成氢气和氧气，电解一段时间后，打开S1，关闭S2从而构成原电池对外供电；
（2）根据（1）中的分析可知，在实验的全过程先是电解池，然后是原电池，所以能量的主要转化形式是电能→化学能→电能；
（3）①按下开关S1，断开开关S2，则构成电解池，C1与电源的负极相连为阴极，溶液中的氢离子放电，因此电极反应为2H++2e－＝H2↑；
②断开开关S1，迅速按下开关S2，则此时构成原电池，C2电极上氧气得到电子为正极，电极反应O2+ 4H+ + 4e－＝2H2O。
【化学与技术】
由黄铜矿（主要成分是CuFeS2）炼制精铜的工艺流程示意图如下：
（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转化为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式是 、 ，反射炉内生成炉渣的主要成分是 ；
（2）冰铜（Cu2S和FeS互相熔合而成）含Cu量为20%～50%。转炉中将冰铜加熔剂（石英砂）在1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化成Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式是 、 ；
（3）粗铜的电解精炼如图所示。
在粗铜的电解过程中，粗铜板是图中电极 （填图中的字母）；在电极d上发生的电极反应为 ；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为 。
正确答案
（1）2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2 2FeS+3O22FeO+2SO2，FeSiO3；
（2）2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 Cu2S + 2Cu2O6Cu + SO2↑
（3）c； Cu2++2e-=Cu； Au、Ag以单质的形式沉积在c（阳极）下方，Fe以Fe2+的形式进入电解质溶液中。
（1）Cu和Fe的低价硫化物为Cu2S和2FeS，因此有2CuFeS2 +O2
（2）依题中提供的信息有：2Cu2S+3O2
（3）电解精炼铜时，阳极挂的是粗铜，阴极挂的是纯铜，电解质溶液是含有铜的盐，连接电池负极的是电解池的阴极，连接电池正极的是电解池的阳极。所以粗铜板是图中电极c；在电极d上发生的电极反应式为Cu2+ + 2e-= Cu；Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，形成所谓的“阳极泥”，Fe以Fe2+的形式进入电解质溶液中。
向8 g某二价金属的氧化物固体中加入稀硫酸,使其恰好完全溶解,已知消耗硫酸的体积为100 mL,在所得溶液中插入铂电极进行电解,通电一定时间后,在一个电极上收集到224 mL(标准状况)氧气,在另一个电极上析出该金属1.28 g。
(1)根据计算确定金属氧化物的名称。
(2)求通电后硫酸溶液的物质的量浓度(溶液体积按100 mL计算)。
正确答案
(1)氧化铜
(2)0.2 mol·L-1
设金属氧化物为RO,R的相对原子质量为M,其硫酸盐为RSO4
2RSO4+2H2O
2M 1 mol 2 mol
1.28 g 0.01 mol x
所以M=64,该金属为铜,氧化物为氧化铜。
电解产生H2SO4的物质的量x="0.02" mol,所以c(H2SO4)="=0.2" mol·L-1。
铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答:
(1)工业冶炼铝的化学方程式是 。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质,可用离子交换膜法电解提纯。
电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是 。
②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因 。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口 (填写“A”或“B”)导出。
正确答案
(1)2Al2O3
(2)2Al+2OH-+2H2O
(3)①4OH--4e-
离子交换膜法电解提纯KOH时,阳极反应为:4OH--4e-
（4分）用石墨电极电解100 mLH2SO4和CuSO4的混合液，通电一段时间，两极上均产生2.24L（标准状况）气体，则原混合液中Cu2+的浓度是多少？
正确答案
（4分）1mol/L 2CuSO4 +2H2O 
n(H2)=n(O2)=0.1mol
n(e-)总= 0.4mol
n(e-)铜=" 0.4mol" - 2 n(H2)=0.2mol
n(Cu) =" 0.1" mol
C(Cu2+) =" 0.1mol/0.1L=1" mol/L
考查电化学的有关计算。
通电一段时间，两极上均产生2.24L（标准状况）气体，所以电解时发生反应的方程式依次是2CuSO4 +2H2O
由于n(H2)＝n(O2)＝2.24L÷22.4L/mol＝0.1mol
所以转移电子是n(e-)总＝ 0.4mol
因此根据电子的得失守恒可知
n(e-)铜＝ 0.4mol － 2 n(H2)＝0.2mol
所以n(Cu) ＝0.1 mol
因此c(Cu2+) = 0.1mol÷0.1L＝1 mol/L
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