高中化学探究电解池作用填空题

金属冶炼和处理常涉及电化学反应。
（1）冶炼或冶炼提纯下列相应金属时没有采用到电解法的是
a．Fe        b．Na       c．Cu      d．Al
（2）右图为电解精炼银的示意图，        （填a或b）极为含有杂质的粗银；电解过程中，若b极伴有少量无色气体生成，在空气中变红棕色，则生成气体的电极反应式为               

（3）银白光亮的银器用久后表面易出现黑斑（Ag₂S），为处理黑斑，将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag₂S转化为Ag，食盐水的作用为                 。
（4）右图的装置进行电解实验：A极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质为CuSO₄溶液（足量）。通电一定时间后，A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68g，溶液质量增加0.03g ，则A合金中Cu、Zn原子个数比为                  。

天然矿物芒硝化学式为Na₂SO₄·10H₂O，为无色晶体，易溶于水。该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。

（1）该电解槽的阴极电极反应式为              。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。
（2）所得到的浓氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)________导出。
（3）若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则该电池负极的电极反应式为____________________。

Ⅰ．下图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少；甲池中发生的反应为：CH₄ +2O₂ + 2KOH ＝ K₂CO₃+ 3H₂O 。回答下列问题：

（1）M 电极材料是           ，N电极的电极反应式为                     ，通入甲烷的铂电极上发生的电极反应式为                。
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g 时，甲池中理论上消耗标准状况下的氧气体积为______L；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池溶液中的H⁺的物质的量浓度为            。

I:钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。

请回答下列问题：
（1）Fe位于元素周期表中第________周期，第________族。
（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式               。
Ⅱ:A、B、C、X均为中学常见的纯净物，它们之间有如下转化关系（副产物已略去）。

试回答：
（1）若X是强氧化性单质，则A不可能是________________。
a．S         b．N₂        c．Na        d．Mg        e．Al
（2）若X是金属单质，向C的水溶液中滴加AgNO₃溶液，产生不溶于稀HNO₃的白色沉淀，则B的化学式为____________；C溶液在贮存时应加入少量X，理由是（用必要的文字和离子方程式表示）____________。
（3）A还可以是氨气，氨气分子的空间构型是                     。

甲醇可作为燃料电池的原料。以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH₄ ( g ) + H₂O ( g )＝CO ( g ) + 3H₂ ( g )   △H ＝+206.0 kJ·mol^－1
II：CO ( g ) + 2H₂ ( g )＝CH₃OH ( g )  △H＝—129.0 kJ·mol^－1
（1）CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH (g)和H₂(g)的热化学方程式为                   。
（2）将1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O ( g )通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH₄的转化率与温度的关系如右图。

①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H₂表示该反应的平均反应速率为              。
②100℃时反应I的平衡常数为           。
（3）在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下，将a mol CO与3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇，平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是           (填字母序号)。

A．c ( H2 )减少

B．正反应速率加快，逆反应速率减慢

C．CH3OH 的物质的量增加

D．重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小

E．平衡常数K增大
（4）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用右图装置模拟上述过程：

① 写出阳极电极反应式                      。
② 写出除去甲醇的离子方程式                。
③若右图装置中的电源为甲醇—空气—KOH溶液的燃料电池，则电池负极的电极反应式                 ，净化含1mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH            mol。

如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。

请回答：
（1）B极是电源的________，一段时间后，甲中溶液颜色________________。
（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为______________。
（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是________(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是________溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为________，甲中溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
（4）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是__           _。

对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）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应置于________处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为__________________。
（2）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，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_________________。
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____________________。
（3）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时阳极材料为________________，用铜而不用石墨作阳极的原因是______________________。

某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。

（1）X极与电源_________(填“正”或“负”)极相连，氢气从_________(填 “B” 或“C” )口导出。
（2）离子交换膜只允许一类离子通过，则M为__________交换膜(填“阴离子”或“阳离子”，下同)，N为_________交换膜。
（3）若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的电极反应式为_____________________。
（4）若在标准状况下，制得11.2 L氢气，则生成硫酸的质量是_________，转移的电子数为________________。

如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A是纯铜片、B是石墨，插在100mLCuSO₄稀溶液中，铜片、石墨与引出导线相连，引出端分别为X、Y。

（1）当以IA的电流电解6min后，测得铜片A质量减少2.56g，则图装置中的X端应与直流电的       极相连。
（2）电解后将电源反接，2IA的电流电解6min后，假设溶液体积不变，测得溶液中CuSO₄物质的量浓度为0.1mol/L，则原溶液中CuSO₄物质的量浓度          mol/L。溶液中H⁺的物质的量浓度为          mol/L。
（3）列式计算实验测得的阿伏加德罗常数N_A（用I表示）          mol^-1。（已知电子电量e=1.60×10^–19C）

综合利用CO₂对环境保护及能开发意义重大。
（1）Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂。如果寻找吸收CO₂的其他物质，下列建议合理的是______________。
a. 可在碱性氧化物中寻找
b. 可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c. 可在具有强氧化性的物质中寻找
（2）Li₂O吸收CO₂后，产物用于合成Li₄SiO₄，Li₄SiO₄用于吸收、释放CO₂。原理是：在500℃，CO₂与Li₄SiO₄接触后生成Li₂CO₃；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO₂，Li₄SiO₄再生，说明该原理的化学方程式是_________________________。
（3）利用反应A可将释放的CO₂转化为具有工业利用价值的产品。
反应A：
已知：

反应A的热化学方程式是______________________________。
（4）高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如下：

① 电极b发生              （填“氧化”或“还原”）反应。
② CO₂在电极a放电的反应式是___________________________。

铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用，请回答下列问题：
（一）高炉炼铁过程中发生的主要反应为：
 Fe₂O₃（s）+CO（g） Fe（s）+CO₂（g）
已知该反应在不同温度下的平衡常数 如下：
温度/℃  1000   1115   1300
平衡常数 4.0     3.7    3.5
（1）该反应的平衡常数表达式K=               ；△H               0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）欲提高上述反应中CO的平衡转化率，可采取的措施是                  ．

A．提高反应温度	B．移出部分CO2
C．加入合适的催化剂	D．减小容器的容积

（3）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，此时υ_正       υ_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．经过10min，在1000℃达到平衡，则该时间范围内反应的平均反应速率υ（CO₂）=            ．
（二）高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂．
（4）一定条件下Fe（OH）₃与KClO在KOH溶液中反应可制得K₂FeO₄，其中反应的氧化剂是           ；生成0.5mol K₂FeO₄转移电子的物质的量是               mol．
（5）从环境保护的角度看，制备K₂FeO₄较好的方法为电解法，其装置如图所示．电解过程中阳极的电极反应式为                 ．

对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。
请回答以下问题：
（1）硫酸工厂的酸性废水中砷（As）元素（主要以弱酸H₃As0₃形式存在）含量极高，为控制砷的排放，某工厂采用化学沉降法处理含砷废水。
①已知砷是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层，砷在元素周期表的位置为                ，AsH₃的稳定性比NH₃的稳定性              （填“强’’或“弱’’）。
②工业上采用硫化法（通常用硫化钠）去除废水中的砷，生成难溶的三硫化二砷，该反应的离子方程式为                  。
（2）今年8月1 2日晚，天津滨海新区危险品仓库发生爆炸事故，少量氰化物因爆炸冲击发生泄漏，CN^一有剧毒，泄露会污染水源和空气，需要处理。
①包知HCN为一元弱酸，则NaCN溶液的pH               7（填“>”“=”或“<”）。
②处理含CN^一废水的方法之一是在微生物的作用下，CN^-被氧气氧化成HC0₃^一，同时生成NH₃，该反应的离子方程式为               
（3）电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如右图所示（图中“HA’’表示乳酸分子，A--表示乳酸根离子）。

阳极的电极反应式为               简述浓缩室中得到浓乳酸的原理                               
 

湿法炼锌的冶炼过程可用如图简略表示：

请回答下列问题：
（1）NH₃的空间构型是               ．氨气易液化，液氨常做制冷剂，氨气易液化的原因是_____________________．
（2）已知ZnO属于两性氧化物，写出ZnO与NaOH溶液反应的化学方程式：                   ．
（3）上述电解过程中析出锌的电极反应式为                       ．
（4）产生的SO₂可用Ba（NO₃）₂溶液吸收，部分产物可作为工业原料，其反应的离子方程式为           
（5）氨是最重要的化工产品之一。合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:
CH₄(g)+H₂O(g）CO(g)+3H₂(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示,则CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CO(g)和H₂(g)的热化学方程式为_______________________．
      

亚硫酸钠(Na₂SO₃）、漂白液(NaClO）和明矾[KAl(SO₄）₂∙12H₂O]都是重要的化工产品，在日常生活和工业生产中都有广泛用途，且三者都可用在造纸业的不同生产工序中。
（1）NaClO做消毒液是它能与水反应产生一种强氧化性物质，写出该强氧化性物质的电子式_______。在工业上，用氯化钠为原料，在碱性溶液中，通过电解的方法可制得NaClO，用离子方程式表示制取NaClO的电解总反应：____________。将等浓度等体积的NaClO与Na₂SO₃溶液混合后，两者恰好完全反应，写出混合过程的离子反应方程式  ____________。
（2）将饱和NaClO和KAl(SO₄）₂溶液混合，置于一只带单孔橡皮塞的大试管中，产生大量的白色胶状沉淀。此时反应的离子方程为____________。再将大试管置于阳光下照射，不久试管液面上方有浅黄绿色气体产生，将气体通入NaOH溶液充分吸收后，还能收集到一种无色无味的气体。写出在阳光照射下，混合液中反应的化学方程式____________。若将KAl(SO₄）₂溶液换成硫酸亚铁铵【(NH₄）₂SO₄∙FeSO₄】溶液后，再与NaClO溶液混合，观察试管中有红褐色沉淀产生，同时溶液里现黄色，但没有气体生成。此时试管中发生反应的离子方程式为____________。
（3）取一定体积KAl(SO₄）₂溶液于试管中，逐滴加入一定浓度的Ba(OH）₂溶液， 直至产生沉淀的质量最大，写出此时的离子反应方程式____________。

(14分)尿素可作为H₂O₂的稳定载体，生产一种固态、耐储存、易运输的新型氧化剂和消毒剂—过氧化尿素[CO(NH₂)₂·H₂O₂]，其合成工艺流程如下：
请回答下列问题：
（1）操作I、II的名称分别是________、_________。CO(NH₂)₂·H₂O₂分子中尿素和过氧化氢之间以________结合，其结合力较弱，具有尿素和过氧化氢双重性质。

（2）工业上生产尿素所需的原料气可由天然气与水反应制备，已知：
①甲烷、氢气的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol
②H₂O(l)=H₂O(g)    H =+44.0kJ/mol
写出CH₄与水蒸气作用生产CO₂和H₂的热化学方程式：                        。
（3）为测定产品中H₂O₂的含量，称取干燥样品12.0g配成250mL溶液，取25.00mL
于锥形瓶中，加入适量硫酸酸化，用0.20mol/LKMnO₄标准溶液滴定，三次滴定平均消耗KMnO₄溶液20.00mL.（KMnO₄溶液与尿素不反应）.
①完成并配平方程式：

②计算出产品中H₂O₂的质量分数为_____________。
（4）电解含尿素的废水既可以处理废水，又可制得纯氢，电解原理如图所示。电解池中隔膜仅阻止气体通过，A、B两极均为惰性电极。请写出阳极的电极反应方程为_____________。