- 电解池电极反应式的书写
- 共1339题
二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料气，其储运、燃烧安全性、理论燃烧温度等性能指标均优于液化石油气，也可用作燃烧电池的燃料，具有很好的好展前景。
（1）已知H2、CO和CH3OCH3的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ/mol、-283kJ/mol和-1460.0 kJ/mol，则工业上利用水煤气成分按1:1合成二甲醚的热化学方程式为： 。
（2）工业上采用电浮远凝聚法处理污水时，保持污水的pH在5.0，通过电解生成Fe(OH)3胶体，吸附不溶性杂质，同时利用阴极产生的H2，将悬浮物带到水面，利于除去。实验室以二甲醚燃料电池模拟该方法设计的装置如下图所示：
①乙装置以熔融碳酸盐为电解质，稀土金属材料为电极。写出该燃料电池的正极电极反应式 ；下列物质可用做电池熔融碳酸盐的是 。
A.MgCO3 B.Na2CO3 C.NaHCO3 D.(NH4)2CO3
②写出甲装置中阳极产物离子生成Fe(OH)3沉淀的离子方程式 。
③已知常温下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，电解一段时间后，甲装置中c(Fe3+)= 。
④已知：H2S的电离平衡常数：K1=9.1×10-8、K2=1.1×10-12；H2CO3的电离平衡常数：K1=4.31×10-7、K2=5.61×10-11。测得电极上转移电子为0.24mol时，将乙装置中生成的CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中,下列选项正确的是
A．发生反应的离子方程式为：CO2+S2-+H2O=CO32-+H2S
B．发生反应的离子方程式为：CO2+S2-+H2O=HCO3-+HS-
C．c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]
D．c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+2c(S2-)+c(OH-)
E．c(Na+)>c(HCO3-)>c(HS-)>c(OH-)
正确答案
（1）2H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g) △H＝－246.4 kJ·mol－1
（2）① O2+4e-+2CO2=2CO32-； B ②4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+
③4.0×10-11mol/L ④B、C、E
（1）由盖斯定律可知，工业上用水煤气按1：1合成二甲醚的热化学方程式是，
2H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g) △H＝－246.4 kJ·mol－1。
（2）①以二甲醚为燃料的电池，二甲醚从负极通入，氧气从正极通入，正极电极的反应式是O2+4e-+2CO2=2CO32-；NaHCO3和(NH4)2CO3受热易分解，所以不能用熔融碳酸盐电解质。MgCO3和Na2CO3都是离子化合物，离子键前者大于后者，熔化需要更从的能量，所以用Na2CO3来做熔融盐电池的电解质。
②在甲装置中，Al做阴极，Fe做阳极，阳极发生氧化反应，Fe-2e-=Fe2+，然后发生反应，4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+，产生Fe(OH)3吸附不溶性杂质，从而使水变澄清。
③在常温下，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38mol/L ,pH=5.0，c(OH-)=10-9mol/L，代入ksp从而求得c(Fe3+)=4.0×10-11mol/L。
④乙装置中阴极上甲醚失电子生成二氧化碳，根据CH3OCH3-2CO2-12e-计算n（CO2）=0.04mol，n（Na2S）=0.2mol/L×0.2L=0.04mol，根据电离平衡常数知发生反应CO2+S2-+H2O═HCO3-+HS-，则溶液中的溶质是等物质的量浓度的NaHCO3和NaHS。通过以上分析可知A错误，B正确；C由物料守恒的正确；D为电荷守恒正确的应是c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+2c(S2-)+c(OH-)+c(HS-)+c(HCO3-)，故错误；E中碳酸氢根离子和硫氢根离子都水解和电离，但程度都较小，钠离子不水解，根据电离平衡常数知，HCO3-水解程度小于HS-，故E正确；
(Ⅰ)采用系统命名法：写出下列各烃的名称
(Ⅱ)如图为相互串联的甲、乙两电解池。试回答：
（1）若甲电解池利用电解原理在铁上镀银，
则Ａ是 、 （填电极材料和电极名称），
乙中的电解的离子方程式为 。
（2）若甲电解池阴极增重4.32g，则乙槽中阳极上放出的气体在
标准状况下 的体积是 mL。
（3）在配制硫化钠溶液时，为了防止发生水解，可以加入少量的 。其水解方程式为 。
正确答案
（Ⅰ）3，3，6—三甲基辛烷 （Ⅱ）（1）Fe 阴极 2Cl–+ H2OCl2↑ + H2↑ +2OH–[
（3）448 （4）NaOH (3) S2– + H2O
A为阴极B为阳极，铁为阴极，碳为阳极。2Cl–+ H2OCl2↑ + H2↑ +2OH–
A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:
如图1所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,电极均为石墨电极。接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。请回答下列问题:
(1) M为直流电源的 极,b电极上发生的电极反应为 。
(2)计算e电极上生成的气体在标准状况下的体积为 。
(3)写出乙烧杯中的总反应的离子方程式: 。
(4)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态,需要进行的操作是(写出要加入的物质和质量) 。
正确答案
(1)负 4OH--4e-=2H2O+O2↑
(2)5.6 L (3) 2Cu2++2H2O
(4)向丙烧杯中加4.5 g水
乙中c电极质量增加了16 g,说明c电极上有铜析出,所以c电极是阴极,则M是负极。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示,甲溶液pH增大,所以甲中盛放的只能是碱,乙中pH降低且有铜生成,说明该溶液是硫酸铜溶液,丙中溶液的pH不变,说明电解的是水且溶液的浓度增大对其pH无影响,所以是强酸强碱盐。(1)M是负极,则b是阳极,阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气,所以电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑。(2)e是阴极,e上氢离子得电子生成氢气,根据转移电子数相同
(8分)按如图所示装置,用石墨电解氯化钠溶液,A极有无色无味气体放出,
(1) y是电源的 极。
（2）电极A的名称为 ，电极B的电极反应式为 .
检验该电极反应产物的方法是 。
(3)写出该电解反应的总化学方程式: 。
正确答案
略
（6分）以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一。
（1）电解饱和食盐水的化学方程式为 。
（2）常温下，某化学兴趣小组在实验室中，用石墨电极以右图装置进行电解某浓度氯化钠溶液的实验，电解一段时间后，收集到标准状况下氢气2.
①理论上，电解后溶液的pH＝ 。
②若实际测得反应后溶液的pH＝13.00，则造成这种误差的原因可能是氯气和氢氧化钠溶液反应，写出该反应的离子方程式 。
正确答案
略
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