高中化学探究电解池作用填空题

右图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：
2CH₃OH+3O₂+4KOH＝2K₂CO₃+6H₂O

（1）请回答图中甲、乙两池的名称。甲电池是            装置，乙池是            装置。
（2）请回答下列电极的名称：通入CH₃OH的电极名称是          ，B（石墨）电极的名称是         。
（3）写出电极反应式：
通入O₂的电极的电极反应式是                            。
A（Fe）电极的电极反应式为                              。
（4）乙池中反应的化学方程式为                           。
（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O_­2             mL（标准状况下）

工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe₂O₄，还含有少量FeO、CuO等氧化物杂质）制取金属锌的流程如图所示。

（1）提高酸浸效率的措施为____________(任答一条即可)；酸浸时H⁺与难溶固体ZnFe₂O₄反应的离子方程式为____________________________。
（2）净化I中H₂O₂参与反应的离子方程式为_____________________；X可选择的试剂为___________(写化学式)，净化II中Y为__________(写化学式)；
（3）电解法制备锌的装置如图甲所示：

则电解槽中盛有的电解质溶液为__________(填字母)；
a．ZnCl₂溶液    b．Zn(NO₃)₂溶液    c．ZnSO₄溶液
（4）使用含有[Zn(OH)₄]^2-的强碱性电镀液进行镀锌防腐蚀，可得到细致的光滑镀层，电镀时阴极电极反应式_______________。以锌为负极，采用牺牲阳极法防止铁闸的腐蚀，图乙中锌块的固定位置最好应在_________处(填字母)。

如下图所示的实验装置，丙为酚酞溶液润湿的淀粉碘化钾试纸，m、n为夹在滤纸两端的铂夹。丁为直流电源，x、y为电源的两极。G为电流计，电极均为石墨电极。闭合K₂、断开K₁，一段时间后，A极产生的气体体积为44.8ml、B极产生的气体体积为22.4ml(都已换算成标况下的体积)，回答下列问题：

（1）M溶液可能是        （填序号）。
A．KCl溶液   B．Ba(OH)₂溶液   C．KNO₃溶液   D．CuCl₂溶液
（2）乙池中盛有足量的硫酸铜溶液，D电极上的电极反应式为                 ，此时向溶液中加入________克_________可以使溶液完全复原。
（3）滤纸丙上m点附近变为_____色，n点附近变为_____色，
（4）继续电解一段时间后，甲池中A、B极均部分被气体包围，此时闭合K₁，断开K₂，发现电流计G指针发生偏转，若M为硫酸溶液，写出B电极上发生的反应式__________

I．X、Y是相邻周期、相邻主族的短周期元素，且原子序数X＞Y．填写下列空白：
（1）若X为金属元素，Y为非金属元素，Y₂H₄是一种重要有机化工原料。
①X单质与Fe₂O₃反应时，每消耗13.5g X放热213kJ，该反应的热化学方程式是                   ；
②写出实验室制备Y₂H₄的化学方程式                                    ；
（2）若X、Y元素的最高价氧化物的水化物都是强酸。
为防止YO₂污染空气，科学家寻求合适的化合物G和催化剂，以实现反应：
YO₂+GY₂+H₂O+n Z（未配平，n可以为0）
①上述反应式中的G不可能是       （填标号）。
A．NH₃    B．CO    C．CH₃CH₂OH
②25℃时，往a mol•L^﹣1的YH₃的水溶液（甲）中滴加0.01mol•L^﹣1H₂XO₄溶液（乙），当甲与乙等体积混合时，溶液呈中性（设温度不变），甲中溶质的电离常数K_b=                 （用含a的代数式表示）。
Ⅱ．离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al₂Cl₇^﹣和AlCl₄^﹣组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的      极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为                            。若改用AlCl₃水溶液作电解液，则阴极产物为       。
Ⅲ．甲醇汽油是一种新能源清洁燃料，可以作为汽油的替代物．工业上可用CO和H₂制取甲醇，化学方程式为：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g） △H="b" kJ/mol，为研究平衡时CO的转化率与反应物投料比（）及温度的关系，研究小组在10L的密闭容器中进行模拟反应，并绘出如图所示：

（1）反应热b    0 （填“＞”或“＜”）。
（2）若Ⅱ反应的n（CO）起始=10mol、投料比为0.5，A点的平衡常数K_A=      ，B点的平衡常数K_B     K_A（填“＞”或“＜”或“=”）。
（3）为提高CO转化率可采取的措施是                     、                  （答出两条即可）。

（1）工业上常用 CO₂和 NH₃通过如下反应合成尿素[CO(NH₂)₂]。
2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(g)+H₂O(g) △H＜0
t℃时，向容积恒定为 2L的密闭容器中加入 0.10 molCO₂和 0．40 molNH₃， 70 min 开始达到平衡。反应中 CO₂ (g)的物质的量随时间变化如下表所示：

时间/min	0	20	70	80	100
n(CO2)/mol	0.10	0.060	0.020	0.020	0.020

①70 min 时，平均反应速率 υ(CO₂)= mol/(L·min)。
②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0.050 mo1CO₂和0.20 molNH₃， 重新建立平衡后CO₂的转化率与原平衡相比将___________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
③上述可逆反应的平衡常数为_________(保留一位小数)。
④下图所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素〔CO(NH₂)₂〕的碱性溶液 制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为__________________。

（2）CH₄燃料电池，装置示意如图(A、B为多孔性碳棒)。

持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。当0<V≤44.8 L 时，电池总反应方程式为______________。

下图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除a、b外，其余电极均为石墨电极。甲为铅蓄电池，其工作原理为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄2PbSO₄+2H₂O，其两个电极的电极材料分别为PbO₂和Pb。闭合K，发现g电极附近的溶液先变红，20min后，将K断开，此时c、d两极上产生的气体体积相同；据此回答：

（1）a电极的电极材料是     （填“PbO₂”或“Pb”）。
（2）丙装置中发生电解的总反应方程式为       。
（3）电解20min时，停止电解，此时要使乙中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质及其物质的量是     。
（4）20min后将乙装置与其他装置断开，然后在c、d两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，则此时c电极为            极，d电极上发生反应的电极反应式为           。
（5）电解后取a mL丁装置中的溶液，向其中逐滴加入等物质的量浓度的CH₃COOH溶液，当加入b mL CH₃COOH溶液时，混合溶液的pH恰好等于7（体积变化忽略不计）。已知CH₃COOH的电离平衡常数为1.75×10^-5，则a/b =              。

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______________________________。

工业常用燃料与水蒸气反应制各H₂和CO，再用H₂和CO合成甲醇。
（1）制取H₂和CO通常采用：C(s)+H₂O(g) CO(g)+H₂(g)   △H=＋131.4kJ·mol^-1，下列判断正确的是_______。
A．该反应的反应物总能量小于生成物总能量
B．标准状况下，上述反应生成IL H₂气体时吸收131.4kJ的热量
C．若CO(g)+H₂(g) C(s)+H₂O(l)   △H=-QkJ·mol^-1，则Q<131.4
D．若C(s)+CO₂(g) 2CO(g) △H₁；CO(g)+H₂O(g) H₂(g)+CO₂(g) △H₂则：△H₁+△H₂="+131.4" kJ·mol^-1
（2）甲烷与水蒸气反应也可以生成H₂和CO．该反应为：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)
己知在某温度下2L的密闭绝热容器中充入2.00mol甲烷和1.00mol水蒸气，测得的数据如下表：

	不同时间各物质的物质的量/mol
0min	2min	4min	6min
CH4	2.00	1.76	1.60	n2
H2	0.00	0.72	n1	1.20

根据表中数据计算：
①0min～2min内H₂的平均反应速率为_______。
②达平衡时，CH₄的转化率为________。在上述平衡体系中再充入2.00mol甲烷和1.00mol水蒸气，达到新平衡时H₂的体积分数与原平衡相比______(填“变大”、“变小”或“不变”)，可判断该反应达到新平衡状态的标志有______(填字母)
A．CO的含量保持不变
B．容器中c(CH₄)与c(CO)相等
C．容器中混合气体的密度保持不变
D．3v_正(CH₄)=v_逆(H₂)
( 3 ）合成甲醇工厂的酸性废水中含有甲醇(CH₃OH)，常用向废液中加入硫酸钴，再用微生物电池电解，电解时Co²⁺被氧化成Co³⁺，Co³⁺把水中的甲醇氧化成CO₂，达到除去甲醇的目的。工作原理如下图(c为隔膜，甲醇不能通过，其它离子和水可以自由通过)。

①a电极的名称为________。
②写出除去甲醇的离子方程式____________

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：_____________________。

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）。