高中化学探究电解池作用填空题

(12分)(1)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241．8kJ,写出该反应的热化学方程式:               。若1ｇ水蒸气转化成液态水放热2．5kJ,则氢气的燃烧热为△Ｈ=    kJ/mol。
（2）近年来已经研制出甲烷（CH₄）燃料电池，该电池的电解质溶液为H₂SO₄溶液，
写出该电池负极的电极反应式：_____________________________。
该电池总反应式：_____________________________。
（3）用惰性电极电解AgNO₃溶液，写出该电解反应的化学方程式               ；若在阳极收集到 0．32 g O₂，中和电解生成的酸需0．4 mol·L^-1NaOH溶液        mL

下图装置B中是浓度均为0.1mol/L的NaCl、CuSO混合溶液，溶液体积为500ml，M、N均为石墨电极，当装置A中Zn棒质量减少6.5g时，N上质量增加____________g；此时，所有电极上总共收集到的气体的总体积为___________L（换算成标准状况下的体积）。

某学习小组用右图装置进行了有关电化学的实验。在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅拌棒，可以上下搅动液体，装置如图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅拌棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。

根据上述实验回答：
（1）阳极上的电极反应式为_______________________。
（2）环状玻璃搅拌棒的作用是______________________。
（3）原上层液体是___________。
（4）原下层液体是___________。
（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是：___________________________________________。
（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是_     _________，现象是___________________。

如图所示，U形管内盛有100mL的溶液，按要求回答下列问题：

（1）打开K₂，合并K₁，若所盛溶液为CuSO₄溶液：则A为   极，A极的电极反应式为                。若所盛溶液为KCl溶液：则B极的电极反应式为                 
（2）打开K₁，合并K₂，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，则A电极附近可观察到的现象是                     ，Na⁺移向     极（填A、B）；B电极上的电极反应式为          ，总反应化学方程式是                       。
（3）如果要用电解的方法精炼粗铜，打开K₁，合并K₂，电解液选用CuSO₄溶液，则A电极的材料应换成是       （填“粗铜”或“纯铜”），电极反应式是                  ，反应一段时间后电解质溶液中Cu²⁺的浓度将会      （填“增大”、“减小”、“不变”）。

电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：

（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①在X极附近观察到的实验现象是                        。
②电解NaCl溶液的离子方程式是                         。
③将Y电极反应产物通入Na₂S溶液中，发生反应的离子方程式为                     。
（2）若要在铁制品上镀一定厚度的Ag，Y电极反应式为                       ，工作一段时间后pH将___________（填“增大”或 “减小”或“不变”） 。
（3）若X、Y都是铂电极，电解某金属M的氯化物（MCl₂）溶液，当收集到1.12 L氯气时（标准状况），阴极增重3.2g，该金属的摩尔质量是______________。

用NaOH溶液吸收烟气中的SO₂，将所得的Na₂SO₃溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H₂SO₄，其原理如下图所示。(电极材料为石墨)

（1）图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)________极，C口流出的物质是________。
（2）放电的电极反应式为________                      ____。
（3）电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因____              ____。

(16分)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：

①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时候常有气泡冒出，原因是                      （用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的     。
a.NH₃        b.CO₂        c.NaOH       d.HNO₃
②以铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，电解后取少量废电解液，加入NaHCO₃,溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是                          (用离子方程式表示)
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用        来做阳极。
（3）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应放于          处，写出X极的电极反应              
若X为碳棒，开关K置于M处，写出X极的电极反应              

工业上可用电解法来处理含Cr₂O₇^2－的酸性废水，最终可将Cr₂O₇^2－转化成Cr(OH)₃沉淀而被除去。下图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）：

请回答：
（1）装置中的b电极是          （填“阳极”或“阴极”）。
（2）a电极的电极反应式是                      。
（3）完成b电极附近溶液中反应的离子方程式：
Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2      +6       +7       
（4）电解时用铁不用石墨做阳极的原因是                          。
（5）电解结束后，若要检验电解液中还有Fe²⁺存在，可选用的试剂是       （填字母）。

A．KSCN溶液

B．CuCl2溶液

C．H2O2溶液

D．K3[Fe(CN)6]

研究能量的转换，最大限度的提高能量的利用率是化学研究的重要任务之一。
（1）如图为某太空站的能量转化示意图，其中燃料电池用NaOH溶液为电解液。

①光电转换器的能量转换形式为                  。
②水电解系统中通常加入少量Na₂SO₄，加入Na₂SO₄的目的是                。
③燃料电池的负极反应为：                。
（2）以氢氧燃料电池（电极均为石墨电极）为电，用下图装置电解稀硫酸溶液。电解初期d电极附近有大量气泡产生。

①d电极的名称是            。（填“阴极”或“阳极”）
②c电极的电极反应式为：             。
③通电初期乙中的总反应为：             。

工业上用某矿渣(含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂)提取铜的操作流程如下(金属单质E可由滤液C制取)：已知：Cu₂O＋2H^＋===Cu^2＋＋Cu＋H₂O。

（1）滤液A中铁元素的可能存在形式为________(填离子符号)，与之相关的离子方程式为                          ；                              。
若滤液A中存在Fe^3＋，检验该离子的试剂为________(填试剂名称)。
（2）写出E和F反应生成铜的化学方程式为                               。
（3）利用电解法进行粗铜精炼时，下列叙述正确的是________(填序号)。
a．若用硫酸铜溶液作电解液，向阴极移动
b．粗铜接电源正极，发生还原反应
c．精铜作阴极，电解后电解液中Cu^2＋浓度减小
d．当粗铜消耗6．4 g时，转移0．2N_A个电子

（共12分）
电化学知识是化学反应原理的重要部分，以下是常见的电化学装置：
（1）某兴趣小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为_______________________。

②得到的氢氧化钾从           （填A,或D）排放出。常温下，若将得到的2L浓度为0.25mol/L的KOH溶液与2L0.025mol/L的硫酸溶液混合（假设溶液混合后忽略体积变化），pH为         
③此时通过阴离子交换膜的离子数        （填大于，小于或等于）通过阳离子交换膜的离子数。
④若将制得的氢气、氧气和硫酸溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为____________________________________________
（2）如图所示是一套电化学实验装置，图中C、D均为铂电极，U为盐桥，G是灵敏电流计，其指针总是偏向电源正极。

①向B杯中加入适量较浓的硫酸，发现G的指针向右偏移。此时A杯中的主要实验现象是______________________，D电极上的电极反应式为______________________。
②一段时间后，再向B杯中加入适量的质量分数为40%的氢氧化钠溶液，发现G的指针向左偏移。此时整套实验装置的总的离子方程式为__________________________。

（8分)在下图中，E和F分别为电源两极；甲烧杯中盛有100 mL 0.2mol·L^－1 AgNO₃溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.15 mol·L^－1 CuCl₂溶液，A、B、C、D均为石墨电极，如果电解一段时间后，发现B极增重1.08g，则

（1）E为________极，C为________极。
（2）A极的电极反应式为_________________________，析出气体________mL。(标准状况)
（3）若乙烧杯溶液体积不变，则此时溶液的物质的量浓度将变为         mol·L^－1。
（4）甲烧杯中滴入石蕊试液，________极附近变红（填A或B）；如果继续电解，在甲烧杯中最终得到________溶液(填溶质的化学式)。

在“电解饱和食盐水”的实验探究中，将有关实验现象所得结论填入下表。

	实验现象	结论
①	通电后，铁棒和石墨棒上都有气泡冒出
②	将阴极上方收集的气体靠近火焰，有爆鸣声
③	阳极收集到的气体呈黄绿色，可使湿润的淀粉KI试纸变蓝
④	铁棒一端的溶液滴加酚酞后变红

 
电解饱和食盐水的化学方程式为:                                                 。

某化学兴趣小组在实验室条件下以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜(含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质)的提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。请回答以下问题。
（1）电解时，粗铜应与电源的           极相连，阴极上的电极反应式为       ；电解过程中，硫酸铜的浓度会           (选填“变大”“不变”或“变小”)。
（2）电解完成后，该小组同学将电解液过滤后对滤液和阳极泥分别进行处理：
①阳极泥的综合利用：稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请你写出该步反应的离子方程式：   。
②Cu的回收、滤液成分及含量的测定：以下是该小组设计的一个实验流程。

在上述流程中空格内填上相应的操作：            、              ；100 mL滤液中Cu²⁺的浓度为             mol/l，Fe²⁺的浓度为           mol/l。

实验室模拟回收某废旧含镍催化剂（主要成分为NiO，另含Fe₂O₃、CaO、CuO、BaO等）生产Ni₂O₃。其工艺流程为：


（1）根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为        。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系，当浸出温度高于70℃时，镍的浸出率降低，浸出渣中Ni(OH)₂含量增大，其原因是                              。
（2）工艺流程中“副产品”的化学式为             。
（3）已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氢氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Ni(OH)2
开始沉淀的pH	1.5	6.5	7.7
沉淀完全的pH	3.7	9.7	9.2

操作B是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下实验方案：向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液，调节溶液pH为3.7～7.7，静置，过滤。该实验方案合理吗？若合理，请说明理由；若不合理，请加以改正。__________________________________________。
（4）操作C是为了除去溶液中的Ca²⁺，若控制溶液中F^－浓度为3×10^－3 mol·L^－1，则Ca²⁺的浓度为             mol·L^－1(常温时CaF₂的溶度积常数为2.7×10^－11）。抽滤装置中除了抽气泵、安全瓶外，还需要的主要仪器有_____________________。
（5）电解产生2NiOOH·H₂O的原理分两步：①碱性条件下Cl^－在阳极被氧化为ClO^－；②Ni²⁺被ClO^－氧化产生2NiOOH·H₂O沉淀。第②步反应的离子方程式为                   。