高中化学探究电解池作用填空题

短周期元素形成的常见非金属固体单质A与常见金属单质B，在加热条件下反应生成化合物C，C与水反应生成白色沉淀D和气体E，D既能溶于强酸，也能溶于强碱。E在足量空气中燃烧产生刺激性气体G，G在大气中能导致酸雨的形成。E被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液F。溶液F空气中长期放置发生反应，生成物之一为H。H与过氧化钠的结构和化学性质相似，其溶液显黄色。
（1）单质A是一种黄色固体，组成单质A的元素在周期表中的位置是________________。用物理方法洗去试管内壁的A，应选择的试剂是_______________；化学方法洗去试管内壁的A是发生歧化反应生成两种盐，但这两种盐在强酸性条件下不能大量共存，请写出化学方法洗去试管内壁的A时发生的化学反应方程式______________________________。
（2）工业上获得B时常使用电解法，请写出阳极反应的电极反应_________________。
（3）FeCl₃溶液中的Fe³⁺可以催化G与氧气在溶液中的反应，此催化过程分两步进行，请写出Fe³⁺参与的第一步反应的离子反应方程式_____________________________。
（4）工业上吸收E常用氨水，先生成正盐最终产物为酸式盐。E与该正盐反应的化学方程式___________________________.
（5）将D溶于稀硫酸，向恰好完全反应后所得的溶液中加入过量氢氧化钡溶液，则加入氢氧化钡溶液的过程中的现象是_____________________________。
（6）G与氯酸钠在酸性条件下反应可生成消毒杀菌剂二氧化氯。该反应的氧化产物为__________，当生成2mol二氧化氯时，转移电子___________mol。
（7）H的溶液与稀硫酸反应的化学方程式______________________________。

ClO₂为一种黄绿色气体，是目前国际上公认的高效、广谱、快速安全的杀菌剂，制备ClO₂的新工艺是电解法。

（1）如图表示用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO₂，写出阳极产生ClO₂的电极方程式：__________________________________；图中b电极为_____________(填“阳极”或“阴极”)。
（2）电解一段时间，当阴极产生标准状况下气体112 mL时，停止电解，则通过阳离子交换膜的阳离子物质的量为________mol，阴极区pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
（3）ClO₂对污水中Fe^2＋、Mn^2＋、S^2－、CN^－等有明显去除效果，某工厂中污水含CN^－(a mol·L^－1)，现将ClO₂把CN^－氧化成两种无毒气体，写出该反应的离子方程式：_____________________。

液氨气化后，分解产生的氢气可作为氢氧燃料电池的燃料。氨气分解反应的热化学方程式如下：
2NH₃(g)  N₂ (g) + 3H₂(g)  DH =" +" a kJ·mol^-1
请回答下列问题：
（1）已知：2H₂ (g) + O₂ (g) =2H₂O(l)  DH =" -" b kJ·mol^-1
NH₃ (g)  NH₃(l)  DH =" -" c kJ·mol^-1
则4NH₃(l) + 3O₂ (g) = 2N₂ (g) + 6H₂O(l) 的DH =             kJ·mol^-1。
（2）水能发生电离：2H₂O(l) H₃O⁺+OH^-，液氨也能发生类似的电离。请写出液氨的电离方程式       。
（3）实验室用Pt电极对液氨进行电解可以得到H₂和N₂ ，若电解过程中阳极收集得到4.48L气体（标况），则转移的电子的数目是           ，标准状况下阴极得到的气体的质量为         g。

仔细观察下图，根据题意对图中两极进行必要的连接后填空：

（1）若在图A中，使铜片上冒H₂气泡。则加以必要的连接后的装置叫             。
（2）若在图B中，a、b为惰性电极，进行必要的连接后使b极析出1.28g铜，则a极析出的物质的物质的量为            ，反应的总反应方程式为                              。
（3）若将图A中Zn、Cu两极与图B中a、b作必要的边接后，也能产生与（1）、（2）完全相同的现象，则Cu极连_______极(填a或b)。经过一段时间后，停止反应并搅匀溶液，图B中溶液的pH_________(填写“升高”、“降低”或“不变”)，欲使溶液恢复至与反应前完全一致，则应加入的一定量的物质是_________。

A．CuO

B．Cu(OH)2

C．Cu2(OH)2CO3

D．CuCO3

氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛 。
（1）传统工业上利用氨气合成尿素
①以CO₂与NH₃为原料合成尿素的主要反应如下：
2NH₃(g)＋CO₂(g)＝NH₂CO₂NH₄(s)    ΔH＝-159．47kJ/mol
NH₂CO₂NH₄(s)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)   ΔH＝+72．49kJ/mol
反应2NH₃(g)＋CO₂(g)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)    ΔH＝_____________kJmol。
②液氨可以发生电离：2NH₃(l)NH₂^－+NH₄^＋，COCl₂和液氨发生“复分解”反应生成尿素，写出该反应的化学方程式______________。
（2）氨气易液化，便于储运，可利用NH₃作储氢材料已知：2NH₃(g)N₂(g)+3H₂(g) ΔH＝+92．4 kJ/mol 。
①氨气自发分解的反应条件是________________（填“低温” 或 “高温”）。
②其他条件相同，该反应在不同催化剂作用下反应，相同时间后，氨气的转化率随反应温度 的变化如图所示。

在600℃时催化效果最好的是________________（填催化剂的化学式）。c点氨气的转化率高于b点， 原因是________________。
（3）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH₃表示)和氯化物，把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池（电极为惰性材料）进行电解除去NH₃，净化污水。该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N₂。
①写出电解时A极的电极反应式：________________。
②写出第二步反应的化学方程式：__________________。

富铁铝土矿（主要含有A1₂O₃、Fe₂O₃、FeO和SiO₂）可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[Al_aFe_b(OH)_m(SO₄)_n]。研究发现，当a＝b时净水效果最好。工艺流程如下（部分操作和产物略）：

（1）A1₂O₃与H₂SO₄发生反应的离子方程式是____________。
（2）测得滤液中。加入FeSO₄·7H₂O和H₂O₂的作用是（结合化学用语说明）____________。
（3）将溶液A电解得到液体聚合硫酸铝铁。装置如图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极）

① 阴极室的电极反应式是__________。
② 电解过程阳极室溶液pH的变化是____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
③ 简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理____________。

（1）已知H-H 键能为436 kJ·mol^－1，H-N键键能为391 kJ·mol^－1，根据化学方程式： N₂（g）+3 H₂（g）=2NH₃（g） ΔH=－92.4kJ·mol^－1。则N≡N键的键能是             
（2）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是__________________。
A．C(s) + H₂O(g) =" CO(g)" + H₂(g) △H > 0
B．2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(1) △H < 0
C．NaOH(aq) + HC1(aq) =" NaC1(aq)" + H₂O(1) △H < 0
（3）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应式__________。
（4）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图中电解池相连，其中为 a电解液，X和Y均为惰性电极，则

① 若a为CuSO₄溶液，则电解时的化学反应方程式为               。
②若电解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，当阳极产生的气体672 mL（标准状况下）时，溶液的pH=_______________（假设电解后溶液体积不变）。

海洋化学资源的研究和合理利用具有广阔前景，从海水中可提取氯、溴、碘等卤族元素。
（1）氯原子结构示意图是               ，碘在元素周期表中的位置是             ，HI的稳定性比HBr         (填写“强”或“弱”)。
（2）向浓缩的海水中通入Cl₂，可将Br^-转化为Br₂。再用“空气吹出法” 将Br₂从浓海水中吹出，并用纯碱浓溶液吸收，生成NaBr、NaBrO₃等。当有1 mol Br₂被纯碱吸收时，转移的电子数为             。
下图是NaClO的发生装置。该装置主要利用了电解饱和食盐水的原理，可实现对海水的消毒和灭藻。

（3）写出装置中产生NaClO的化学方程式            。海水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等杂质离子，处理过程中装置的阴极易产生水垢，其主要成分是Mg(OH) ₂和CaCO₃。 生成CaCO₃的离子方程式是                  。若每隔5-10 min倒换一次电极电性，可有效地解决阴极的结垢问题。试用电极反应式并结合必要的文字进行解释            。
NaOH溶液吸收SO₂得Na₂SO₃，可用Na₂SO₃吸收SO₂。在SO₂被吸收的过程中，pH随n（SO₃^2－）、n（HSO₃^－）变化关系如下：

n（SO3^2^－）：n（HSO3^－）	91：9	1：1	1：91
pH	8.2	7.2	6.2

（4）从上表可判断，NaHSO₃溶液呈      （填“酸性”、“碱性”、“中性”），请用平衡原理解释：                   。
（5）当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是          （选填字母）。
a．c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）
b．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）
c．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）
d．c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）

氮氧化合物是大气污染的重要因素。
（1）汽车排放的尾气中含NO，生成NO的反应的化学方程式为           。
（2）采取还原法，用炭粉可将氮氧化物还原。
已知： N₂(g)＋O₂(g)=2NO(g)  ΔH＝＋180.6 kJ·mol^－1
C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)  ΔH＝－393.5 kJ·mol^－1
则反应 C(s)＋2NO(g)=CO₂(g)＋N₂(g)  ΔH＝________kJ·mol^－1。
（3）将NO₂变成无害的N₂要找到适合的物质G与适当的反应条件，G应为         （填写“氧化剂”或“还原剂”）。下式中X必须为无污染的物质，系数n可以为0。
NO₂ + G  N₂ + H₂O + nX（未配平的反应式）。
下列化合物中，满足上述反应式中的G是           （填写字母）。
a．NH₃         b．CO₂         c．SO₂         d．CH₃CH₂OH
（4）治理水中硝酸盐污染的方法是：
①催化反硝化法中，用H₂将NO₃^-还原为N₂，一段时间后， 溶液的碱性明显增强。则反应的离子方程式为：              。
②在酸性条件下，电化学降解NO₃^-的原理如下图，电源正极为：            （选填“A”或“B”），阴极反应式为：                 。

亚磷酸（H₃PO₃）是二元酸，H₃PO₃溶液存在电离平衡：H₃PO₃ H⁺ + H₂PO₃^－。亚磷酸与足量NaOH溶液反应，生成Na₂HPO₃。
（1）①写出亚磷酸与少量NaOH溶液反应的离子方程式____________________________。
②某温度下，0.1000 mol·L^－1的H₃PO₃溶液pH的读数为1.6，即此时溶液中
c (H⁺) ＝ 2.5×10^－2 mol·L^－1，除OH^－之外其他离子的浓度由小到大的顺序是                  ，该温度下H₃PO₃电离平衡的平衡常数K=                  。（H₃PO₃第二步电离忽略不计，结果保留两位有效数字）
③向H₃PO₃溶液中滴加NaOH溶液至中性，所得溶液中
c(Na⁺)_______ c(H₂PO₃^－)+ 2c(HPO₃^2－)（填“＞”、 “＜” 或“=”）。
（2）亚磷酸具有强还原性，可使碘水褪色，该反应的化学方程式_______________________。

（3）电解Na₂HPO₃溶液也可得到亚磷酸，装置示意图如下：
说明：阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过。
①阴极的电极反应式为________________________。
②产品室中反应的离子方程式为________________。

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__________。