高中化学探究电解池作用填空题

下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。

方法I	用氨水将转化为，再氧化成。
方法II	用生物质热结气（主要成分：、、）将在高温下还原成单质硫
方法III	用溶液吸收，再经电解转化为。

   （1）光谱研究表明，易溶于水的所形成的溶液中存在着下列平衡：

据此，下列判断中正确的是______________。
A. 该溶液中存在着分子
B. 该溶液中浓度是浓度的2倍
C. 向该溶液中加入任何足量的强酸都能放出气体
D. 向该溶液中加入过量可得到、的混合溶液
（2）方法I中用氨水吸收燃煤烟气中的离子方程式为______________。能提高燃煤烟气中去除率的措施有______________（填字母）
A. 增大氨水浓度                              B. 升高反应温度
C. 使燃煤烟气与氨水充分接触         D. 通入空气使转化为
采用方法I脱硫，并不需要先除去燃煤烟气中大量的，原因是（用离子方程式表示）________________________________________________________。
（3）方法II主要发生了下列反应：
           
           
                        
                        
反应生成的热化学方程式为___________________。
（4）方法III中用惰性电极电解溶液的装置如下图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过）。阳极区放出的气体的成分为_____________（填化学式）。

Ⅰ．(8分)利用下图装置作电解50mL 0.5 mol·L^－1的CuCl₂溶液实验。

实验记录：
A．阳极上有黄绿色气体产生，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色(提示：Cl₂氧化性大于IO₃^－)；
B．电解一段时间以后，阴极表面除有铜吸附外，还出现了少量气泡和浅蓝色固体。
（1）分析实验记录A中试纸颜色变化，用离子方程式解释：①                                 ；
②                                                  。
（2）分析实验记录B中浅蓝色固体可能是          (写化学式)，
试分析生成该物质的原因                                                             。
Ⅱ．(10分)A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增，A^＋核外无电子，B元素的一种单质是自然界中最硬的物质，C、D、E的简单离子具有相同的核外电子排布，舍勒是D元素单质的发现者之一，戴维最早制得了E元素的单质，F元素的单质历史上曾作为流通货币，A、C、D、F四种元素形成的化合物W可用于制镜工业。
（1）D、E两元素通常可形成两种离子化合物，其中一种化合物X可用做供氧剂，X与A₂D反应会产生大量气体，该气体能使带火星的木条复燃。请写出X与A₂D反应的化学方程式                         。
（2）A、B、D、E四种元素形成的某化合物，摩尔质量为68 g·mol^－1，请用离子方程式解释其水溶液呈碱性的原因                                   。
（3）B、C的氧化物是汽车尾气中的主要有害物质，通过钯碳催化剂，两者能反应生成无毒物质，请写出该反应的化学方程式                                        。
（4）W的水溶液久置会析出一种沉淀物Z，Z由C、F两元素形成且两元素原子个数比为1:3，Z极易爆炸分解生成两种单质。请写出Z分解的化学方程式                                。请从化学反应原理的角度解释Z能发生分解反应的原因                                    。

氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图，如图所示：

（1）溶液A的溶质是                   ；
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是                              ；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用              ；
（4）电解所用的盐水需精制。
去除有影响的Ca^2＋、Mg^2＋、NH₄^＋、SO₄^2－[c(SO₄^2－)＞c(Ca^2＋)]。
精致流程如下（淡盐水和溶液A来电解池）：

①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是    。
②过程Ⅰ中将NH₄⁺转化为N₂的离子方程式是   
③BaSO₄的溶解度比BaCO₃的小，过程Ⅱ中除去的离子有      
④经过程Ⅲ处理，要求盐水中c 中剩余Na₂SO₃的含量小于5mg /L,若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg /L ，则处理10m³盐水b ，至多添加10% Na₂SO₃溶液       kg（溶液体积变化忽略不计）。

高锰酸钾是强氧化剂，它的用途遍布各个行业。
（1）工业上由软锰矿（主要成分为MnO₂）生产髙锰酸钾分为两个步骤：
①步骤一将软锰矿与过量的固体KOH和空气在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄），该反应的化学方程式是                                         。
②步骤二以石墨为阳极，铁为阴极，电解锰酸钾（K₂MnO₄)溶液，在     (填“阴极区”或“阳极区”）得到高锰酸钾。阴极反应的电极反应式是                    。
（2）某研究小组用工业生产高锰酸钾产生的废渣——锰泥(含K₂MnO₄、MnO₂及Pb、Ca等元素）和乳钢废酸液制取工业级碳酸锰（MnCO₃)，其流程如下：

③轧钢废酸中Fe²⁺的作用是                              。
④操作I、操作Ⅱ、操作Ⅲ的名称是            。
⑤溶液C中除含有Ca²⁺、Mn²⁺、H⁺外，还含有的阳离子是                       。
⑥若固体C中不含CaCO₃，则溶液C中＜    （已知：K_sp(MnCO₃)=1×10^-11，K_sp(CaCO₃)=5×10^-9)。

氢气是一种清洁能源，可以通过多种方法制得。
(1) 工业上用水煤气法制氢气，有关化学方程式是：
反应一：C(s) +  H₂O(g)  CO(g)  + H₂(g)       △H＞ 0 
反应二：CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g)  + H₂（g）    △H ＜ 0
①若反应一在t℃时达到化学平衡状态，则此温度下该反应的的平衡常数表达式
K =                                  ；
②在427℃时将CO 和H₂O(g)各0.01mol通入体积为2升的密闭容器中反应，5分钟时达到平衡状态，该反应的平衡常数是9，则CO的转化率是         ，用CO的浓度变化表示的反应率速v(CO)是         mol /（L·min）。   
（2）利用电解饱和食盐水也可制得氢气，下图为电解食盐水的示意图：

请回答：
① C₁电极是       极(填“阴”或“阳”)，C₂电极的电极反应式是         。
②该电解反应的离子方程式是                                          ，
（3）通过下列方法也可以得到氢气。
已知： CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)        △H＝+206.2kJ·mol^－1
CH₄(g)＋CO₂(g)＝2CO(g)＋2H₂(g)       △H＝-247.4 kJ·mol^－1
1molCH₄(g)与H₂O(g)反应生成CO₂(g)和H₂(g)的反应热是          kJ·mol^－1。

尿素 [CO(NH₂)₂ ]是首个由无机物人工合成的有机物。
（1）工业上尿素由CO₂和NH₃，在一定条件下合成，其反应方程式为               。
（2）当氨碳比 =4，CO₂的转化率随时间的变化关系如图所示．

①A点的逆反应速率v_逆(CO₂)       点的正反应
速率为v_正(CO₂)（填“大于”、“小于”或“等于”）
②NH₃的平衡转化率为           。
（3）人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图

①电源的负极为         （填“A”或“B”）．
②阳极室中发生的化学反应用方程式表示,依次为         、         。
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将         ；若两极共收集到气体13.44L（标准状况），则除去的尿素为       g（忽略气体的溶解）．

铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各 种性能的不锈钢，CrO3 大量地用于电镀工业中。
（1）在下图装置中，观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图 2 装置中铜电 极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体。

图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
（2）最近赣州酒驾检查特别严，利用 CrO₃具有强氧化性，有机物（如酒精）遇到 CrO₃时，猛烈反应，CrO₃被还原成绿色的硫酸铬[Cr₂(SO₄)₃]，另该过程中乙醇被氧化成乙酸， 从而增强导电性，根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
（3）虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀，但 生产成本高，生活中很多情况下还是直接使用钢铁，但易腐蚀， 利用右图装置，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 应置于________处。若 X 为锌，开关K 置于________处。

（4）CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水，这是工业上造成铬污染的 主要原因。净化处理方法之一是将含＋6 价 Cr 的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入 适量的 NaCl 进行电解：阳极区生成的 Fe²⁺和 Cr₂O₇^2－发生反应，生成的 Fe³⁺和 Cr³⁺在阴极 区与OH^－结合生成 Fe(OH)₃和 Cr(OH)₃沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)₃ ＝ 3.0×10^-31， KspCr(OH)₃ ＝ 6.0×10^-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe³⁺)为 2.0×10^－6 mol·L¹，则溶液中c(Cr³⁺)为______________mol·L^-1。

工业废水随意排放会造成严重污染，根据成分不同可采用不同的处理方法。
（1）电池生产工业废水中常含有Cu²⁺等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)＝6.3×10^－18mol²·L^－2，Ksp(CuS)＝1.3×10^－36mol²·L^－2。
①请用离子方程式说明上述除杂的原理______________________。
②FeS高温煅烧产生的SO₂气体通入下列溶液中，能够产生沉淀的是_________（填序号）
A．Ba(NO₃)₂  B．BaCl₂
C．Ba(OH)₂ D．溶有NH₃的BaCl₂溶液
③已知元素在高价态时常表现氧化性，若在酸性CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀，则生成CuCl的离子方程式是___________。
（2）电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr₂O₇^2-）时，在废水中加入适量NaCl，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在如下反应Cr₂O₇²+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，最后Cr³⁺ 以Cr(OH)₃形式除去，下列说法不正确的是______（填序号）
A．阳极反应为Fe-2e^-═Fe²⁺
B．电解过程中溶液pH减小
C．过程中有Fe（OH）₃沉淀生成
D．电路中每转移12 mol电子，最多有2mol Cr₂O₇^2-被还原
（3）废氨水可以转化成氨，氨再设计成碱性燃料电池。右图是该燃料电池示意图，产生的X气体可直接排放到大气中，a电极作_________极（填“正”“负”“阴”或“阳”），其电极反应式为___________。

I．炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红色锈斑。请回答：
写出铁锅腐蚀时正极的电极反应式：                           。
II．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：

（1）溶液A的溶质是                    ；
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是                        ；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用平衡移动移动原理解释盐酸的作用:               。
Ⅲ.（1）按右图电解氯化钠的稀溶液可制得漂白液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：                ；

（2）将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的（3）现象是                         。

如图所示的电解装置中，乙池盛有200mL饱和CuSO₄溶液，丙池盛有200mL饱和NaCl溶液．通电一段时间后，C极增重0.64g，则：

（1）P是电源的_________极。甲池中，A极的质量_________g。电解一段时间，甲池溶液的pH为_________。（2）D极的电极反应式为                    ，丙池电解反应的总离子方程式为                 。
相同状况下，D电极与E电极产生的气体体积比为_______________。
（3）若乙池溶液通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1mol的Cu（OH）₂后恰好恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的数目为__________________。（用NA表示）

NH₄NO₃主要用作肥料、军用炸药、冷冻剂、制造笑气等。
（1）铵态氮肥NH₄NO₃________(填“能”或“不能”)与草木灰混合施用，用盐类水解的知识简述原因__________。
（2）NH₄NO₃受热分解温度不同，分解产物也不同。在185～200°C时，NH₄NO₃分解生成笑气(N₂O)和水，分解生成的氧化产物与还原产物的质量比为__________。超过400°C，NH₄NO₃剧烈分解生成N₂、NO₂和H₂O，并发生爆炸，若32g NH₄NO₃爆炸放出12.3 kJ的热量，则NH₄NO₃分解爆炸的热化学方程式为______________。
（3）电解NO制备 NH₄NO₃，其工作原理如图所示，阴极反应式为___________________；电解反应的总方程式为___________________；为使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需补充物质A，A是__________。

电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与右图中电解池相连，其中，a为电解液，X和Y是两块电极板，则：

（1）若X、Y依次为铜和铁，a仍为CuSO₄溶液，且反应过程中未生成Fe³⁺，则Y极的电极反应式为               
（2）若用此装置电解精炼铜，             做阳极，电解液CuSO₄的浓度                (填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）PbO₂可以通过石墨为电极，Pb(NO₃)₂和Cu(NO₃)₂的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为                 ；若电解液中不加入Cu(NO₃)₂，阴极发生的电极反应式为            。
（4）如图：A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为               （填字母序号）。

(18分)（1）某催化剂可将汽车尾气中的CO、NO转化为无毒气体。已知：

②可以利用反应：(n可以为零)将NO₂变成无害N₂，若要求X必须为无污染的物质，则G可以是_________(填写字母)。
a．NH₃      b.CO₂      c．SO₂       d．CH₃CH₂OH
当反应中转移1.2mol电子时，消耗NO₂____________L(标准状况)。
③用NaOH溶液吸收工业尾气中的SO₂最终制得石膏(CaSO₄．2H₂O)。为节约资源减少排放实现物质的循环利用，生产过程中还需要加入的固体物质是____________(填化学式)。
（2）工业上通过电解含NH₄F的无水熔融物生产NF₃气体，其电解原理如图所示。则a极为___________极，该极的电极反应式________________________________________

（3）用电镀法在铁板表面镀锌或锡可防腐，这种防止金属腐蚀的方法从原理上属于_______法。

碳及其化合物应用广泛。
I 工业上利用CO和水蒸汽反应制氢气，存在以下平衡：
CO(g)+H₂O(g)  CO₂(g)+H₂(g)△H＞0
（1）向1L恒容密闭容器中注入CO(g)和H₂O(g),830℃时测得部分数据如下表。则该温度下反应的平衡常数K=______________。

（2）相同条件下，向1L恒容密闭容器中，同时注入2mol CO、2mol H₂O(g),1molCO₂和1mo1H₂，此时v(正 ) __________v(逆)(填“＞”“＝”或“＜”)
（3）上述反应达到平衡时，要提高CO的转化率，可采取的措施是_______（填字母代号）。

A．升高温度

B．加入催化剂

C．增大压强

D．增加CO的浓度

E．及时分离出CO₂
II 已知CO(g)+1/2 O₂(g)＝CO₂(g)           △H＝一141 kJ·mol^-1
2H₂(g)+ O₂(g)＝2H₂O(g)                      △H＝一484 kJ·mol^-1
CH₃OH（1）+3/2O₂(g)＝CO₂(g)+2H₂O(g)        △H＝一726 kJ·mol^-1
（4）用CO(g)、H₂(g)化合制得液态甲醇的热化学方程式为___________________________。
III某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解100mL一定浓度NaCl与CuSO₄混合溶液，其装置如图：

（5）写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式__________________________________ 。
（6）理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t₁后,石墨电极上的电极反应式____________，原混合溶液中CuSO₄的物质的量浓度____________mol/L。（假设溶液体积不变）
（7）将在t₂时所得的溶液稀释至200mL，该溶液的pH约为___________。

下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和100g 10.00%的K₂SO₄溶液，电极均为石墨电极。

（1）       接通电源，经过一段时间后，测得丙中K₂SO₄浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
①电源的N端为       极；
②电极b上发生的电极反应为                                    ；
③计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积：                       ；
④电极c的质量变化是              g；
⑤电解前后各溶液的PH大小是否发生变化(填变大、变小、不变)：
甲溶液       ； 乙溶液         ；丙溶液                    
（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？