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易錯點13 電解池 小題快練 1．多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)，是制造硅拋光片、太陽能電池等的主要原料。已知多晶硅第三代工業(yè)制取流程如圖所示： 下列說法錯誤的是 A． Y、Z分別為H2、Cl2 B． 制取粗硅時焦炭與石英發(fā)生副反應(yīng)生成碳化硅，該副反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2 C． SiHCl3極易水解，產(chǎn)物為H2SiO3、H2、HCl，據(jù)此推測SiHCl3中硅為+2價 D． 多晶硅是硅的一種同素異形體 【答案】C 2．如圖所示，其中甲池的總反應(yīng)式為 ，下列說法正確的是 A． 甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置，乙、丙池是化學能轉(zhuǎn)化電能的裝置 B． 甲池通入CH3OH的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋2H2O===CO32-＋8H＋ C． 反應(yīng)一段時間后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體能使CuSO4溶液恢復(fù)到原濃度 D． 甲池中消耗280 mL(標準狀況下)O2，此時丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45 g固體 【答案】D 3．化學用語是學習化學的重要工具，下列用來表示物質(zhì)變化的化學用語正確的是 A． 用銅作陰極，石墨作陽極，電解飽和食鹽水時，陽極的電極反應(yīng)式為 B． 鉛蓄電池放電時的正極反應(yīng)式為 C． 粗銅精煉時，與電源正極相連的應(yīng)是粗銅，該極發(fā)生的電極反應(yīng)只有 D． 鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的正極反應(yīng)式為 【答案】A 【解析】A項，銅做陰極，不參與反應(yīng)，石墨性質(zhì)穩(wěn)定做陽極，溶液中氯離子在陽極失電子生成氯氣，故A項正確；B項，鉛蓄電池放電時的正極為二氧化鉛得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故B項錯誤；C項，粗銅精煉時，粗銅作陽極，純銅作陰極，因此與電源正極相連的是粗銅，電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+，故C項錯誤；D項，鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故D項錯誤。 4．現(xiàn)有陽離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽。利用氯堿工業(yè)中的離子交換膜技術(shù)原理，可電解Na2SO4溶液生產(chǎn)NaOH溶液和H2SO4溶液。 下列說法中正確的是 A． 陰極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2↑ B． 從D口出來的是硫酸溶液 C． b是陽離子交換膜，允許Na+通過 D． Na2SO4溶液從E口加入 【答案】C 5．三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和SO42?可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是( ) A． 通電后中間隔室的SO42?離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大 B． 該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品 C． 負極反應(yīng)為4OH??4e?=O2↑+2H2O，負極區(qū)溶液pH降低 D． 當電路中通過1mol電子的電量時,會有0.5mol的O2生成 【答案】B 【解析】A項，陰離子向陽極移動，氫氧根離子放電：4OH??4e?=O2↑+2H2O，溶液中氫離子濃度增大，pH減小，故A項錯誤；B項，直流電場的作用下，兩膜中間的Na+、SO42—可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室，通電時，氫氧根離子在陽極區(qū)放電生成水和氧氣，考慮電荷守恒，兩膜中間的硫酸根離子會進入正極區(qū)，與氫離子結(jié)合成硫酸；氫離子在陰極得電子生成氫氣，考慮電荷守恒，兩膜中間的鈉離子會進入負極區(qū)，與氫氧根離子結(jié)合成氫氧化鈉，故可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品，故B項正確；C項，負極即為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子得電子生成氫氣，故C項錯誤；D項，每生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子，當電路中通過1mol 電子的電量時，會有0.25mol的O2生成，故D項錯誤。 6．關(guān)于圖中裝置說法正確的是 A． 裝置中電流移動的途徑:正極→Fe→M溶液→石墨→正極 B． 若M為滴加酚酞的NaCl溶液,通電一段時間后,鐵電極附近溶液顯紅色 C． 若M為CuSO4溶液,可以實現(xiàn)石墨上鍍銅 D． 若將電源反接，M為NaCl溶液,可以用于制備Fe(OH)2并可以使其較長時間保持白色 【答案】B 7．工業(yè)上氟氣可作為火箭燃料中的氧化劑。1886年法國化學家H．M0issan通過電解氟氫化鉀(KHF2)的氟化氫無水溶液第一次制得氟氣。已知：KF+HF===KHF2，制備氟氣的電解裝置如圖所示。下列說法錯誤的是 A． 鋼電極與電源的負極相連 B． 電解過程需不斷補充的X是KF C． 陰極室與陽極室必須隔開 D． 氟氫化鉀在氟化氫中可以電離 【答案】B 【解析】電解熔融的氟氫化鉀（KHF2）和氟化氫（HF）混合物制備氟單質(zhì)，氟離子在陽極失電子生成氟氣，陰極上KHF2得到電子生成氫氣，電極反應(yīng)為：2HF2-+2e-═H2↑+4F-。A. 根據(jù)圖示，鋼電極上產(chǎn)生氫氣，發(fā)生還原反應(yīng)，鋼電極為陰極，與電源的負極相連，故A正確；B. 根據(jù)題意，電解過程中會不斷消耗氟氫化鉀（KHF2），需不斷補充的X是氟氫化鉀（KHF2），故B錯誤；C. 電解制氟時，為了防止氟氣和氫氣發(fā)生劇烈反應(yīng)，引發(fā)爆炸，陰極室與陽極室必須隔開，故C正確；D. 根據(jù)上述分析，氟氫化鉀在氟化氫中可以電離出HF2-，故D正確。 8．堿性硼化釩(VB2)－空氣電池工作時反應(yīng)為：4VB2 ＋11O24B2O3 ＋2V2O5 。用該電池為電源，選用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實驗裝置如圖所示。當電路中通過0.04mol電子時，B裝置內(nèi)共收集到0.448L氣體（標況），則下列說法中正確的是 A． VB2電極發(fā)生的電極反應(yīng)為： 2VB2＋11H2O – 22e?V2O5＋2B2O3＋22H+ B． 外電路中電子由c電極流向VB2電極 C． 電解過程中，b電極表面先有紅色物質(zhì)析出，然后有氣泡產(chǎn)生 D． 若B裝置內(nèi)的液體體積為200mL，則CuSO4溶液的濃度為0.05mol/L 【答案】D 9．現(xiàn)如今太陽能電池已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，現(xiàn)代四大發(fā)明之一的共享單車也用上了太陽能電池。哈羅單車前面載物籃的底座就是太陽能電池，電極材料是Li/LiCoO2，太陽能電池的原理如圖所示：下列說法不正確的是 （ ） A． 陽光照射該電池時，能量轉(zhuǎn)化過程：太陽能→電能→化學能 B． 光照時負極的質(zhì)量減少 C． 太陽能電池板材料是Si D． 開鎖時，正極xLi++xe-+Li(1-x)CoO2=LiCoO2 【答案】B 10．如圖裝置(Ⅰ)為一種可充電電池的示意圖，其中的離子交換膜只允許K＋通過，該電池充放電的化學方程式為：2K2S2＋KI3 K2S4＋3KI，裝置(Ⅱ)為電解池的示意圖。當閉合開關(guān)K時，X附近溶液先變紅。則下列說法正確的是(　　) A． 閉合K時，K＋從右到左通過離子交換膜 B． 閉合K時，A的電極反應(yīng)式為：3I－－2e－===I C． 閉合K時，X的電極反應(yīng)式為：2Cl－－2e－===Cl2↑ D． 閉合K時，當有0.1 mol K＋通過離子交換膜，X電極上產(chǎn)生標準狀況下氣體1.12 L 【答案】D 11．某化學課外活動小組擬用鉛蓄電池進行電絮凝凈水的實驗探究，設(shè)計的實驗裝置如圖所示，下列敘述正確的是 A． Y 的電極反應(yīng)： Pb－2e－ = Pb2+ B． 鉛蓄電池工作時SO42-向 Y 極移動 C． 電解池的反應(yīng)僅有2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2 D． 每消耗 103.5 gPb ，理論上電解池陰極上有0.5 molH2生成 【答案】D 【解析】A、鐵電極上放氫生堿（2H2O＋2e－=H2↑＋2OH-），即鐵電極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，鐵為電解池的陰極，與陰極相連的X是鉛電池的負極Pb，Y為鉛電池的正極PbO2，電極反應(yīng)式為PbO2+2e－ +4H++ SO42-= PbSO4+2H2O，選項A錯誤；B、鉛蓄電池工作時SO42-向 負極X 極移動，選項B錯誤；C、電解過程中電解池中實際上發(fā)生了兩個反應(yīng)，分別為2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑和2H2O O2↑+2H2↑，故電解池反應(yīng)不能用一個簡單的總反應(yīng)表示，選項C錯誤；D、103.5 g Pb的物質(zhì)的量為0.5 mol，由鉛蓄電池的負極反應(yīng)Pb－2e－＋SO42－===PbSO4知，每消耗0.5 mol Pb，轉(zhuǎn)移1 mol電子，再由電解池的陰極(鐵)反應(yīng)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－得出有0.5 mol H2生成，選項D正確。 大題沖關(guān) 12．某小組同學利用下圖裝置對電解氯化銅實驗進行了研究。 裝置 現(xiàn)象 電解一段時間時，陽極石墨表面產(chǎn)生氣體，陰極石墨上附著紅色物質(zhì)，溶液由藍色變?yōu)榫G色 （1）甲認為電解過程中陽極產(chǎn)生的_________是溶液變綠的原因，寫出產(chǎn)生該物質(zhì)的電極反應(yīng)式：_________________________。 （2）乙改用下圖裝置，在相同條件下電解CuCl2溶液，對溶液變色現(xiàn)象繼續(xù)探究。 裝置 現(xiàn)象 電解相同時間時，陽極石墨表面產(chǎn)生氣泡，溶液仍為藍色；陰極石墨上附著紅色物質(zhì)，溶液由藍色變?yōu)榫G色； 乙通過對現(xiàn)象分析證實了甲的觀點不是溶液變綠的主要原因。乙否定甲的依據(jù)是______________。 （3）乙繼續(xù)查閱資料： i. 電解CuCl2溶液時可能產(chǎn)生[CuCl2]--，[CuCl2]- 摻雜Cu2+ 后呈黃色 ii. 稀釋含[CuCl2]- 的溶液生成CuCl白色沉淀,據(jù)此乙認為：電解過程中，產(chǎn)生[CuCl2]＿摻雜Cu2+后呈黃色，與CuCl2藍色溶液混合呈綠色。 乙進行如下實驗： a．取電解后綠色溶液2 mL，加20 mL水稀釋，靜置5分鐘后溶液中產(chǎn)生白色沉淀。 b. 另取少量氯化銅晶體和銅粉，向其中加2 mL濃鹽酸，加熱獲得含[CuCl2]＿的黃色溶液。 c. 冷卻后向上述溶液…… d. 取c中2 mL溶液，加20 mL水稀釋，靜置5分鐘后溶液中產(chǎn)生白色沉淀。 ① a的目的是_______________________。 ② 寫出b中生成[CuCl2]- 的離子方程式：_______________。 ③ 補充c中必要的操作及現(xiàn)象：____________________________________________。 乙據(jù)此得出結(jié)論：電解時陰極附近生成[CuCl2]- 是導(dǎo)致溶液變綠的原因。 【答案】Cl2 2Cl－-2e－= Cl2↑ 陽極附近溶液仍為藍色 證明在上述實驗條件下，電解后的綠色溶液中存在[CuCl2]－ Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－ 加入CuCl2藍色溶液，直至溶液顏色與電解后綠色溶液基本相同。 13．研究電化學原理與應(yīng)用有非常重要的意義。 （1）鋅錳電池（俗稱干電池） 是一種一次電池，生活中應(yīng)用廣泛。 ①鋅錳電池負極上的電極反應(yīng)式為：______________________________。 ②與普通（酸性）鋅錳電池相比較，堿性鋅錳電池的優(yōu)點是____________________（回答一條即可）。 （2）鉛蓄電池是最常見的二次電池：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。 ①充電時陰極反應(yīng)為：________________________________________。 ②用鉛蓄電池為電源進行電解飽和食鹽水實驗（石墨棒為陽極，鐵為陰極，食鹽水500mL，溫度為常溫），當電路中有0.05mol電子轉(zhuǎn)移時，食鹽水的pH為______（假設(shè)溶液體積不變，產(chǎn)物無損耗）。 （3）下圖是金屬(M)－空氣電池的工作原理，我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，電池反應(yīng)為：___________________________。 二氧化硫—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，原理如圖所示。Pt2上的電極反應(yīng)式為：_______________________________________。 （4）高鐵酸鈉(Na2FeO4)易溶于水，是一種新型多功能水處理劑，可以用電解法制取：Fe＋2H2O＋2OH?FeO42?＋3H2↑，工作原理如圖所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色的FeO42?，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。電解一段時間后，c(OH?)降低的區(qū)域在_____________（填“陰極室”或“陽極室”）；陽極反應(yīng)為：____________。 【答案】Zn－2e－＝Zn2+ 比能量高（或可存儲時間長、不易發(fā)生電解質(zhì)的泄漏、或堿性電池使用壽命較長其他合理答案也可） PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－ 13 4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3 O2＋4H+＋4e－＝2H2O 陽極室 Fe＋8OH--6e－＝FeO42?＋4H2O 14．（1）重鉻酸鉀（K2Cr2O7）主要用于制革、印染、電鍍等．其水溶液中存在平衡：Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+。以鉻酸鉀（K2CrO4）為原料，用電化學法制備重鉻酸鉀的實驗裝置如圖 ①寫出陰極區(qū)的電極反應(yīng)式_________，透過離子交換膜的離子是_______，移動方向為_________（填“由左向右”或“由右向左）。 ②陽極區(qū)能得到重鉻酸鉀溶液的原因為________________________。 （2）工業(yè)上采用下面的方法處理含有Cr2O72-的酸性工業(yè)廢水：廢水中加入適量NaCl，以鐵為電極進行電解，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，關(guān)于上述方法，下列說法正確的是_______（填字母序號）。 A．陰極反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑ B．陽極反應(yīng)：Fe－3e－===Fe3＋ C．在電解過程中當電路轉(zhuǎn)移0.6mol電子時，被還原的Cr2O72-為0.05mol D．可以將鐵電極改為石墨電極 【答案】2H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑ K+ 由右向左 陽極OH﹣放電，溶液中H+濃度增大，使Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+向生成Cr2O72﹣方向移動，（部分K+通過陽離子交換膜移動到陰極區(qū)），使陽極區(qū)主要成分是K2Cr2O7 A、C 15．(1)利用反應(yīng)Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2設(shè)計成如圖所示原電池，回答下列問題： ①寫出電極反應(yīng)式：正極__________________________ ； ②圖中X溶液是_______________， ③原電池工作時，鹽橋中的________(填“陽”或“陰”)離子向X溶液方向移動。 (2)如圖是一個化學過程的示意圖。 ①甲池中OH-移向__________極（填“CH3OH”或“O2”）。 ②寫出通入CH3OH的電極的電極反應(yīng)式_______________。 ③乙池中總反應(yīng)的離子方程式___________________。 ④當乙池中B（A g）極的質(zhì)量增加5.40g，若此時乙池中溶液的體積為500ml，則溶液的C(H+)是___________；此時丙池某電極析出1.60g某金屬，則丙中的某鹽溶液可能是______________（填序號）。A．MgSO4 B．CuSO4 C．NaCl D．AgNO3 【答案】Fe3＋＋e-=Fe2＋ FeCl3 陽 CH3OH CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+ 0.1molL－1 BD 【解析】 (1) ①反應(yīng)Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2中，銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)e3+得電子發(fā)生還原反應(yīng)，原電池中正極發(fā)生還原反應(yīng)，碳做正極，發(fā)生的還原反應(yīng)為：Fe3＋＋e-=Fe2＋；綜上所述，本題答案是： 16．過二硫酸鉀(K2S2O8) 在科研與工業(yè)上有重要用途。 （1）H2S2O8的結(jié)構(gòu)式如圖，其中S元素的化合價為__________。在Ag+催化下，S2O82-能使含Mn2+的溶液變成紫紅色，氧化產(chǎn)物是___________（填離子符號）。 （2）某廠采用濕法K2S2O8氧化脫硝和氨法脫硫工藝綜合處理鍋爐煙氣，提高了煙氣處理效率，處理液還可以用作城市植被綠化的肥料。 ①脫硫過程中，當氨吸收液的pH=6時，n(SO32-)∶n(HSO3-)=________。 [巳知：25℃時，Ka1(H2SO3)=1.510-2，K a2(H2SO3)=1.010-7] ②脫硝過程中依次發(fā)生兩步反應(yīng)：第1步，K2S2O8將NO氧化成HNO2，第2步，K2S2O8繼續(xù)氧化HNO2，第2步反應(yīng)的化學方程式為______________________________________； （3）過二硫酸鉀可通過“電解→轉(zhuǎn)化→提純”方法制得，電解裝置示意圖如圖所示。 ①電解時，鐵電極連接電源的_________________極。 ②常溫下，電解液中含硫微粒的主要存在形式與pH的關(guān)系如下圖所示。在陽極放電的離子主要是HSO4-，陽極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH范圍為_________，陽極的電極反應(yīng)式為________________________。 ③往電解產(chǎn)品中加入硫酸鉀，使其轉(zhuǎn)化為過二硫酸鉀粗產(chǎn)品，提純粗產(chǎn)品的方法____。 【答案】+6 MnO4- 1:10 HNO2+K2S2O8+H2O=HNO3+K2SO4+H2SO4 負 0—2 2HSO4--2e-= S2O82-+2H+ 重結(jié)晶 離子是HSO4-，電解產(chǎn)物是Na2S2O8，所以控制pH的范圍是0—2；陽極的電極反應(yīng)式為2HSO4--2e-= S2O82-+2H+；③提純過二硫酸鉀的方法是重結(jié)晶。 17．對工業(yè)廢水和生活污水進行處理是防止水體污染、改善水質(zhì)的主要措施之一。 (1)硫酸廠的酸性廢水中砷(As)元素(主要以H3AsO3形式存在)含量極高，為控制砷的排放，某工廠采用化學沉淀法處理含砷廢水。請回答以下問題： ①已知砷是氮的同族元素，比氮原子多2個電子層，砷在元素周期表的位置為____________。 ②工業(yè)上采用硫化法(通常用硫化鈉)去除廢水中的砷，生成物為難溶性的三硫化二砷，該反應(yīng)的離子方程式為_____________________。 (2)電鍍廠的廢水中含有的CN-有劇毒，需要處理加以排放。處理含CN-廢水的方法之一是在微生物的作用下，CN-被氧氣氧化成HCO3-，同時生成NH3，該反應(yīng)的離子方程式為_____________。 (3)電滲析法處理廚房垃極發(fā)酵液，同時得到乳酸的原理如圖所示(圖中“HA”表示乳酸分子，A-表示乳酸根離子)： ①陽極的電極反應(yīng)式為________________________。 ②簡述濃縮室中得到濃乳酸的原理：________________________。 ③電解過程中，采取一定的措施可控制陽極室的pH約為6～8，此時進入濃縮室的OH-可忽略不計。400 mL 10 g/L 乳酸溶液通電一段時間后，濃度上升為145 g/L(溶液體積變化忽略不計)，陰極上產(chǎn)生的H2在標準狀況下的體積約為________L(提示：乳酸的摩爾質(zhì)量為90 g/mol)。 【答案】第四周期第ⅤA族 2H3AsO3+3S2-+6H+═As2S3↓+6H2O4H2O+2CN-+O2═2HCO3-+2NH32H2O-4e-═4H++O2↑陽極H2O放電，c(H+)增大，H+從陽極通過陽離子交換膜進入濃縮室，A-從陰極通過陰離子交換膜進入濃縮室，H++A-═HA，乳酸濃度增大6.72 【解析】 (1)①砷原子電子層數(shù)=周期數(shù)=4，最外層電子數(shù)=族序數(shù)=5，所以砷位于第四周期第ⅤA族；因此18．KIO3是一種重要的無機化合物，可作為食鹽中的補碘劑?；卮鹣铝袉栴}： (1)KIO3的化學名稱是______________。 (2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示： “酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有 KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是___________。“濾液”中的溶質(zhì)主要是________。“調(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_______________。 (3)KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。 ①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式_____________________________________。 ②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為_______________，其遷移方向是____________________。（“左到右”或“右到左”） 【答案】碘酸鉀 加熱 KCl KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O或(HIO3＋KOH===KIO3＋H2O) 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ K＋ 由a到b 19．完成下列填空： （1）在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黃色變?yōu)闇\綠色，過一會又變?yōu)樽攸S色，溶液先變?yōu)闇\綠色的原因是_________________（用文字表達），又變?yōu)樽攸S色的離子方程式是_____________________。 （2）近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池采用鉑作電極催化劑，電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下： Pt(a)電極是電池的________極，電極反應(yīng)式為________________________；Pt(b)電極發(fā)生________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)，電極反應(yīng)式為_________________________ （3）已知鉛蓄電池的工作原理為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，現(xiàn)用如圖裝置進行電解(電解液足量)，測得當鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時鐵電極的質(zhì)量減少11.2 g。請回答下列問題。 ①A是鉛蓄電池的________極，鉛蓄電池正極反應(yīng)式為_____________________， ②Ag電極的電極反應(yīng)式是__________________________， ③Cu電極的電極反應(yīng)式是________________________________， CuSO4溶液的濃度________(填“減小”“增大”或“不變”)。 【答案】Fe3+被還原為Fe2+ 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O負 2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+還原3O2＋12H＋＋12e－=6H2O負PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O2H＋＋2e－=H2↑Cu－2e－=Cu2＋不變 20．鋁氫化鈉(NaAlH4) 是有機合成的重要還原劑。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì)) 為原料制備鋁氫化鈉的一種工藝流程如下: 注: SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉(Na2Al2SixO8) 沉淀。 （1）鋁硅酸鈉(Na2Al2SixO8) 可以用氧化物的形式表示其組成，形式為________。 （2） “過濾I”中濾渣主要成分有________(寫名稱)。向“過濾I”所得濾液中加入NaHCO3溶液，反應(yīng)的離子方程式為_______________、______________。 （3） “電解I”的另一產(chǎn)物在1000℃時可與N2反應(yīng)制備AlN，在這種產(chǎn)物中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN 的制備，其主要原因是__________________。 （4）“電解II”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。 陽極的電極反應(yīng)式為_________________。 （5）鋁氫化鈉遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡，其反應(yīng)的化學方程式為_____________，每產(chǎn)生1mol 氣體轉(zhuǎn)移電子數(shù)為______。 【答案】Na2OAl2O32SiO2 鋁硅酸鈉、氧化鐵 OH-+HCO3-=CO32-+H2O AlO2-+HCO3-+H2O=CO32-+Al(OH)3↓ 氯化銨分解產(chǎn)生的氯化氫能夠破壞鋁表面的氧化鋁薄膜 4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑ NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑ NA 21．鈦工廠TiCl4煙塵中含有大量的ScCl3、MgCl2及SiO2小顆粒等物質(zhì)，某研究所利用上述煙塵回收Sc2O3，并制備鈦白粉(TiO2)，其工藝流程如下所示： （1）酸浸過程中，HCl的作用是_______________________。 （2）已知Sc3++3HTBPSc(TBP)3+3H+，則上述洗脫劑最好選擇___________(選填“酸性”、“堿性”或“中性”)溶液。在實驗室模擬完成上述操作Ⅰ和操作Ⅱ所涉及的玻璃儀器有______________。 （3）草酸“沉鈧”得到草酸鈧的化學反應(yīng)類型為____________________________。 （4）在空氣中灼燒草酸鈧即可得到氧化鈧(Sc2O3)，其化學反應(yīng)方程式為__________________________。 （5）“水相”的主要離子有TiOCl42-、H+、Cl- 及________，寫出加入大量的水并加熱發(fā)生的相關(guān)離子反應(yīng)方程式__________________________。 （6）鈦的冶煉新法是劍橋電解法（如右圖）。 以含少量CaCl2的CaO熔融物作為介質(zhì)，電解時。在陰極生成的Ca進一步還原TiO2得鈦。寫出陽極電極主要反應(yīng)方程式：__________________________；利用中學所學知識可以預(yù)測CaCl2的作用包含增強導(dǎo)電性、___________；F=96500C/mol，當I=0.5A，通電80分鐘，理論上獲得Ti的質(zhì)量為__________g（計算表達式）。 【答案】抑制TiOCl42-的進一步水解（多答Mg2+、Sc3+水解亦給分） 酸性 分液漏斗、燒杯 復(fù)分解反應(yīng) 3O2+2Sc2（C2O4）32Sc2O3+12CO2 Mg2+ TiOCl42-+（1+x）H2OTiO2xH2O+2H++4Cl- 2O2--4e-=O2↑ 降低CaO的熔點 的質(zhì)量=48g/mol=48g，故答案為：2O2--4e-=O2↑；降低CaO的熔點；48。 22．I、依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag+（aq） + Cu（s） == Cu2+（aq） + 2Ag（s）設(shè)計的原電池如圖所示。請回答下列問題： （1）電極X的材料是_______；電解質(zhì)溶液Y是__________。 （2）銀電極為電池的___極，發(fā)生的電極反應(yīng)為____________； X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為___________________。 （3）外電路中的電子是從_____電極流向_______電極。 II、如圖所示，甲、乙為相互串聯(lián)的兩個電解池。請回答： （1）甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，則A電極為________極，電極材料是________，電極反應(yīng)為_______________________________電解質(zhì)溶液可以是________________。 （2）乙池中Fe極電極反應(yīng)為____________________________若在乙池中滴入少量酚酞溶液，電解一段時間后，鐵極附近呈__________色。 （3）若甲池A極增重12.8 g，則乙池C(石墨)極放出氣體在標準狀況下的體積為___________。 【答案】Cu AgNO3 正 2Ag+ + 2e- == 2Ag Cu - 2e- = Cu2+ Cu Ag 陰 精銅 Cu2＋＋2e－===Cu 含有Cu2＋的溶液，如CuCl2、CuSO4溶液等 2H＋＋2e－===H2↑ 紅 4.48L 【解析】I、（1）由反應(yīng)2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）可知，在反應(yīng)中，Cu被氧化，失電子，應(yīng)為原電池的負極，Ag+在正極上得電子被還原，電解質(zhì)溶液為AgNO3， 23．電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。下圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題： （1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則 ①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為______________________。 ②Y電極上的電極反應(yīng)式為_________________________。 （2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則X電極的材料是________________，電極反應(yīng)式為_________________________。 【答案】2H++2e-=H2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ 純銅 Cu2++2e-=Cu 【解析】 (1)①若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，和電源的負極相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即2H++2e-=H2↑，故答案為：2H++2e-=H2↑； ②和電源的正極相連的電極Y極是陽極，Y電極上氯離子放電生成氯氣，2Cl--2e-=Cl2↑，故答案為：2Cl--2e-=Cl2↑； (2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，陽極應(yīng)該是粗銅、陰極是純銅，則X電極是純銅、Y電極是粗銅，陽極(Y)發(fā)生反應(yīng)為：Cu-2e-=Cu2+，陰極(X)上銅離子放電，電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu，故答案為：純銅；Cu2++2e-=Cu。 24．CO、SO2是主要的大氣污染氣體，利用化學反應(yīng)原理是治理污染的重要方法． Ⅰ．甲醇可以補充和部分替代石油燃料，緩解能源緊張，利用CO可以合成甲醇． （1）已知：CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)ΔH1=-283.0kJmol－1 H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l)ΔH2=-285.8kJmol－1 CH3OH(g)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-764.6 kJmol－1 請寫出CO與H2合成甲醇蒸汽的熱化學方程式____________________ （2）一定條件下，在溶劑為VL的密閉容器中充入a molCO與2a molH2合成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示． ①該反應(yīng)在A點的平衡常數(shù)K=_________________(用a和V表示) ②下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_____ A．v(CO)=v(H2) B．混合氣體的密度不變 C．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 D． c(CO)=c(H2) ③寫出能增大v(CO)又能提高CO轉(zhuǎn)化率的一項措施_____________________________ Ⅱ．某學習小組以SO2為原料，采用電化學方法制取硫酸。 （3）原電池原理：該小組設(shè)計的原理示意圖如左下圖，寫出該電池負極的電極反應(yīng)式______。 （4）電解原理：該小組用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液，然后電解該溶液制得了硫酸。原理如圖，寫出開始電解時陽極的電極反應(yīng)式________________。 （5）已知25℃時由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性，則該混合溶液中各離子濃度的大小順序為________________________________(已知25℃時，H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka1=110-2，Ka2=110-7) 【答案】CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)△H=-90.1 kJ/molC壓縮容器體積或增大體系壓強SO2-2e-+2H2O==SO42-+4H+HSO3--2e-+H2O=SO42-+3H+c(Na+)> c(HSO3-)= c(SO32-)> c(OH-)= c(H+) 25．Ⅰ. 氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。下圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。 完成下列填空： （1）寫出電解飽和食鹽水的離子方程式：_____________________________________ 換膜的作用為__________________、___________________________。 （3）精制飽和食鹽水從圖中________(選填“a”、“b”、“c”或“d”)位置補充，氫氧化鈉溶液從圖中________位置流出。 Ⅱ.（4）氨氣的水溶液稱為氨水，其中存在的主要溶質(zhì)微粒是NH3?H2O．已知： a．常溫下，醋酸和NH3?H2O的電離平衡常數(shù)均為1.7410﹣5； b．CH3COOH+NaHCO3═CH3COONa+CO2↑+H2O． 則CH3COONH4溶液呈_____性（填“酸”、“堿”或“中”，下同），NH4HCO3溶液呈_____性，NH4HCO3溶液中物質(zhì)的量濃度最大的離子是_____（填化學式）． 【答案】2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 能得到純度更高的氫氧化鈉溶液 阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生反應(yīng) a d 中 堿 NH4+ 【解析】Ⅰ.（1）電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿，反應(yīng)的離子方程式為：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案為：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑； （2）陽離子交換膜只能陽離子通過，陰離子和氣體不能通過，用石墨作電極電解飽和氯化鈉時，陽極上氯離子放電生成氯氣，氯氣不能通過陽離子交換膜而進入陰極，如果氯氣進入陰極易和氫氣混合產(chǎn)生爆炸，26．知識的梳理和感悟是有效學習的方法之一。某學習小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進行梳理，形成如下問題(顯示的電極均為石墨)。 （1）圖1中，電解一段時間后，氣球b中的氣體是__________(填化學式)，U形管________(填“左”或“右”)邊的溶液變紅。 （2）利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解可制備“84”消毒液的有效成分，則c為電源的________極；該發(fā)生器中反應(yīng)的總離子方程式為_____________。 （3）二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體，是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。下圖是目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝。 ①陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式：___________________。 ②當陰極產(chǎn)生標準狀況下112 mL氣體時，通過陽離子交換膜的離子物質(zhì)的量為_______。 【答案】H2 右 負 Cl－＋H2OClO－＋H2↑ Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋ 0.01 mol 27．氯堿工業(yè)是最基本的化學工業(yè)之一，其產(chǎn)品用途廣泛。 (1)寫出氯堿工業(yè)電解食鹽水的離子方程式____________。 (2)①圖1是氯堿工業(yè)中陽離子交換膜電解槽示意圖（“陽離子交換膜”特性是只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過）。 圖1中電極1應(yīng)連接電源的__極（填“正”或“負”極）；理論上講，從f口加入純水即可，但實際生產(chǎn)中，純水中要加入一定量的NaOH溶液，其原因是_____。 ②圖2是根據(jù)氯堿工業(yè)中離子交換膜技術(shù)原理，設(shè)計的電解Na2SO4溶液生產(chǎn)NaOH和H2SO4溶液的裝置。其中a、b處均設(shè)有離子交換膜，則a處為__（填“陽”、“陰”）離子交換膜。陽極的電極反應(yīng)式是___。從D口流出的物質(zhì)為____。 (3)某同學采用如下裝置對氯堿工業(yè)中電解食鹽水的條件進行探究，記錄如下： 裝置 編號 條件控制 測定結(jié)果 電極材料 溶液濃度 溫度/℃ *電解電壓/V 氣體V陰：V陽 陰極 陽極 I C C 1 mol/L 25 8 >1:1 II 飽和 25 5 ≈1:1 III 飽和 50 4 ≈1:1 IV Fe C 飽和 50 3.5 ≈1:1 電解電壓:開始發(fā)生電解反應(yīng)時的電壓 ①對比實驗I和Ⅱ陰、陽極氣體體積比，推測實驗I陽極可能有其它氣體生成，其它氣體的化學式為_____。 ②資料顯示：“較低的電解電壓有利于節(jié)能降耗……”。結(jié)合上表中Ⅲ和Ⅳ的數(shù)據(jù)，解釋Ⅳ更有利于節(jié)能降耗的原因_______________。 (4)資料顯示“氯堿工業(yè)中采用金屬陽極材料，可以降低電解電壓，實現(xiàn)節(jié)能降耗”，該同學用50℃的飽和NaCl溶液進行實驗驗證，結(jié)果如下： 裝置 編號 電極材料 電解 電壓/V 現(xiàn)象 陰極 陽極 V Fe Fe 1.5 陰極：產(chǎn)生無色氣體 U形管底部：有白色沉淀生成 VI Fe Cu 2 陰極：產(chǎn)生無色氣體 陽極：有白色膠狀沉淀生成且逐漸增多 U形管底部：靠近陰極區(qū)白色膠狀沉淀逐漸轉(zhuǎn)化為淡黃色，最后變成磚紅色 實驗V中，通過檢驗陰、陽極附近溶液所含離子，推斷產(chǎn)生白色沉淀為Fe(OH)2 。該同學經(jīng)查閱資料分析認為：“實驗VI中白色沉淀是CuCl，淡黃色沉淀是CuOH。 i.陽極生成CuCl的電極反應(yīng)式為_________。 ii.用化學用語和必要文字解釋陰極區(qū)白色膠狀沉淀轉(zhuǎn)化為淡黃色的原因___________。 該同學通過以上探究認為，氯堿工業(yè)中不能采用Fe、Cu作陽極材料。 (5)綜合以上探究，你對氯堿工業(yè)中電解食鹽水條件控制的建議有 _____（至少寫出兩條）。 【答案】2Cl- + 2H2O Cl2↑+ H2↑ + 2OH- 正 增強溶液的導(dǎo)電性，又不影響NaOH純度 陰 4OH--4e-== 2H2O + O2↑ NaOH溶液 O2 IV中采用了Fe（金屬材料）作電極（陰極），Cu–e- + Cl- = CuCl 陰極區(qū)產(chǎn)生的OH-使CuCl沉淀轉(zhuǎn)化為更難溶液的CuOH沉淀 CuCl + OH- = CuOH + Cl- 采用飽和食鹽水；溶液保持較高溫度；應(yīng)用不參與反應(yīng)的金屬電極（答出兩點即可） (5)通過對比6組實驗，在較高溫度下，采用飽和食鹽水，應(yīng)用不參與反應(yīng)的金屬電極有利于電解節(jié)能降耗。因此，本題正確答案是：采用飽和食鹽水；溶液保持較高溫度；應(yīng)用不參與反應(yīng)的金屬電極（答出兩點即可）。