高中化学探究电解池作用填空题

发生在天津港“8·12”特大火灾爆炸事故，再一次引发了人们对环境问题的关注。
（1）为了减少空气中SO₂的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H₂(g)＋1/2O₂(g)==H₂O(g) ΔH₁＝－241.8 kJ·mol^－1
C(s)＋1/2O₂(g)===CO(g)  ΔH₂＝－110.5 kJ·mol^－1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为：                         。
（2）由于CaC₂、金属钠、金属钾等物质能够跟水反应给灾后救援工作带来了很多困难。如果在实验室，你处理金属钠着火的方法是                         。
（3）事故发生后,爆炸中心区、爆炸区居民楼周边以及海河等处都受到了严重的氰化物污染。处理NaCN的方法是：用NaClO在碱性条件下跟NaCN反应生成无毒害的物质，试写出该反应的离子反应方程式            。
（4）电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO₃^-的原理如图所示，电源正极为     （填“a”或“b”）；若总反应为4NO₃^-+4H⁺=5O₂↑+2N₂↑+2H₂O，则阴极反应式为                   。

（5）欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr₂O₇^2-转化为Cr(OH)₃沉淀除去。已知在常温下：Ksp[Fe(OH)₂]= 1×10^－15、Ksp[Fe(OH)₃]= 1×10^－38、Ksp[Cr(OH)₃]= 1×10^－23，当离子浓度在1×10^－5mol/L以下时认为该离子已经完全沉淀，请回答：
①相同温度下Fe(OH)₃的溶解度       Cr(OH)₃的溶解度（填“>”、“<”或“=”）
②浓度为0.1mol/L的Fe²⁺与10. 0mol/L Cr³⁺同时生成沉淀的pH范围是       。

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_________。

如图所示是某乙醇燃料电池工作时的装置，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，请回答下列问题：

（1）M电极的材料是______________，电极名称是______________；N极的电极反应式为___________，加入乙醇的铂电极的电极反应式为_________________。
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32 g时，甲池中理论上消耗氧气____________L(标准状况下)；若此时乙池溶液的体积为400 mL，则乙池中溶液的pH为____________。
（3）若在常温常压下，1 g C₂H₅OH燃烧生成CO₂和液态H₂O时放出29.71 kJ热量，表示该反应的热化学方程式为______________________。

如右图所示装置为在直流电流作用下电解CuSO₄溶液图，其中A、B为石墨电极，a、b为电源的两极，当接通电源后，通电一段时间后，将B电极取出洗干净并干燥后称量其质量增加了3．2g，则：

（1）a为电源的           极。B叫电解槽的         极，电路中流过的电子的数目为            
（2）写出电极反应方程式：A                ，B                。
（3）如果想使反应溶液恢复到原来状态，应该加入         g          

甲醇（CH₃OH）是一种重要的化工原料，也是一种比较理想的燃料。甲醇在各个领域有着广泛的应用。
（1）实验测得：32 g甲醇在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气体和液态水时释放出726.4 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_________________________。
（2）燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。下图是一个化学过程的示意图。2CH₃OH+3O₂+4KOH K₂CO₃+6H₂O

①A（石墨）电极的名称是               。
②通入O₂的电极的电极反应式是________________
③写出通入CH₃OH的电极的电极反应式是                 。
④乙池中反应的化学方程式为                    。
⑤当电路中通过0.01mol电子时，丙池溶液的C(H⁺) =          mol/L（忽略电解过程中溶液体积的变化）。
（3）合成甲醇的主要反应是：2H₂（g）+ CO（g）CH₃OH（g） △H="—90.8" kJ·mol^—1。
①在恒温恒容条件下，充入一定量的H₂和CO，发生反应2H₂（g）+ CO（g） CH₃OH（g）。则该反应达到平衡状态的标志有
a．混合气体的密度保持不变        b．混合气体的总压强保持不变
c．CO的质量分数保持不变         d．甲醇的浓度保持不变
e．v_正（H₂）= v_逆（CH₃OH）        f．v（CO）= v（CH₃OH）
②要提高反应2H₂­（g）+ CO（g） CH₃OH（g）中CO的转化率，可以采取的措施是：
a．升温    b．加入催化剂
c．增加CO的浓度    d．加入H₂
e．加入惰性气体     f．分离出甲醇

已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄2PbSO₄＋2H₂O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当 铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答 下列问题。

（1）A是铅蓄电池的             极，铅蓄电池正极反应式为                 ，放电过程中电解液的密度           (填“减小”、“增大”或“不变”)。
（2）Ag电极的电极反应式是           ，该电极的电极产物共             g。
（3）Cu电极的电极反应式是          ，CuSO₄溶液的浓度           (填“减小”、“增大”或“不变”)
（4）如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线，则x表示              ­­­­­­。

a．各U形管中产生的气体的体积
b．各U形管中阳极质量的减少量
c．各U形管中阴极质量的增加

下图为相互串联的甲、乙两电解池试回答：

（1）若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A是           （填电极材料），电极反应式是            ;B是            （填电极材料）,电极反应式是               ，应选用的电解质溶液是               。
（2）乙池滴入少量酚酞试液，电解一段时间,           （填“C”或“Fe”）极附近呈红色。
（3）若甲槽阴极增重43.2g，则乙槽中阳极上放出的气体在标况下的体积是_________L。

纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，可任意比例与水混合，是一种强氧化剂，水溶液俗称双氧水，为无色透明液体。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。
（1）请写出H₂O₂的电子式             。
（2）往硫酸中加入一定浓度的双氧水可将溶解铜，写出该反应的离子方程式_________________。
（3）Fe³⁺催化H₂O₂分解的机理可分两步反应进行，第一步反应为：2Fe³⁺+H₂O₂=2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺，
请完成第二步反应的离子方程式：
 Fe²⁺+  H₂O₂ +  _________ ="="  _________+  _________
（4）下图是一种用电解原理来制备过氧化氢并用产生的H₂O₂处理废氨水的装置

①为了不影响H₂O₂的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中c（NH₄⁺）____            c（NO₃^-）（填“＞”、“＜”或“=”）。
②Ir-Ru惰性电极有吸附O₂作用，该电极上的反应为                       。
③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH₃·H₂O的物质的量为                。

铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛。
（1）由辉铜矿制取铜的反应过程为：
2Cu₂S(s) + 3O₂ (g) = 2Cu₂O(s) + 2SO₂(g)    △H=－768.2kJ·mol^－1
2Cu₂O(s) + Cu₂S(s) =" 6Cu(s)" + SO₂(g)    △H=+116.0kJ·mol^－1
热化学方程式：Cu₂S(s) + O₂(g) =" 2Cu(s)" + SO₂(g)    △H=           kJ·mol^－1。
（2）氢化亚铜是一种红色固体，可由下列反应制备
4CuSO₄ + 3H₃PO₂ + 6H₂O =" 4CuH↓" + 4H₂SO₄ + 3H₃PO₄
①该反应还原剂是                    （写化学式）。
②该反应每转移3mol电子，生成CuH的物质的量为                mol。
（3）氯化铜溶液中铜各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与c(Cl^－) 的关系如右图所示。

①当c(Cl^－)=9mol·L^－1时，溶液中主要的3种含铜物种浓度大小关系为              。
②在c(Cl^－)=1mol·L^－1的氯化铜溶液中，滴入AgNO₃溶液，含铜物种间转化的离子方程式为            （任写一个）。
（4）一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程：
①在铜的作用下完成工业尾气中SO₂的部分催化氧化，所发生反应为：
2SO₂＋2n Cu＋(n＋1)O₂＋(2－2 n) H₂O＝2n CuSO₄＋(2－2n) H₂SO₄
从环境保护的角度看，催化脱硫的意义为                        。
②利用下图所示电化学装置吸收另一部分SO₂，并完成Cu的再生。写出装置内所发生反应的离子方程式                     。

某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究，试回答下列问题：

（1）通O₂的Pt电极为电池              极（填电极名称），其电极方程式为              。
（2）若B电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层银，则X电极材料为         ，电解质溶液为          。
（3）若B电池为精炼铜，且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，则该电池阳极泥的主要成分是        。
（4）若B电池的电解质溶液为500 mL 1.0mol/L的NaCl溶液，X、Y皆为惰性电极，当电池工作一段时间断开电源K，Y电极有560mL（标准状况）无色气体生成（假设电极产生气体完全溢出，溶液体积不变），此时B电池溶液的pH=         ，要使该溶液恢复到原来的状态，需加入         （填物质并注明物质的量）。
（5）若X、Y均是铜，电解质溶液为NaOH溶液，电池工作一段时间，X极附近生成砖红色沉淀，查阅资料得知是Cu₂O，试写出该电极发生的电极反应式为               。

SO₂和NO₂都是大气污染物。
（1）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+GN₂+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
（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）   △H=+180.6kJ•mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）   △H=-393.5kJ•mol^-1
则反应C（s）+2NO（g）=CO₂（g）+N₂（g）   △H="_____________" kJ•mol^-1
（3）利用氨水可以将SO₂和NO₂吸收，原理如图1所示：NO₂被NH₄HSO₃吸收的离子方程式是______________。浓度均为0.1mol/L的NH₄HSO₃溶液和NH₄HSO₄溶液中的c（NH₄⁺）相比较，NH₄HSO₃_____________NH₄HSO₄。（选填“>”、“=”或“<”）
（4）利用图2所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO₂，并用阴极排出的溶液吸收NO₂．
①b极的电极反应式为_________________________。
②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO₂，使其转化为无害气体，同时有SO₃^2-生成．该反应离子方程式为________________________________。

（5）SO₂也可用于消除铬的毒性。六价铬的毒性大约是三价铬的100倍，二氧化硫还原法是在酸性溶液中通SO₂将Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺，然后再加碱将Cr³⁺沉淀，已知常温下Ksp[Cr（OH）₃]=10^-32，要使Cr³⁺沉淀完全（c（Cr³⁺）小于10^-5mol/L），溶液的pH应升高到____________。

已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄2PbSO₄＋2H₂O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当 铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题。

（1）A是铅蓄电池的                 极，铅蓄电池正极反应式为               ，放电过程中电解液的密度          (填“减小”、“增大”或“不变”)。
（2）Ag电极的电极反应式是           ，该电极的电极产物共           g。
（3）Cu电极的电极反应式是          ，CuSO₄溶液的浓度           (填“减小”、“增大”或“不变”)
（4）如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线，则x表示             ­­­­­­。

a．各U形管中产生的气体的体积
b．各U形管中阳极质量的减少量
c．各U形管中阴极质量的增加

下图为相互串联的甲、乙两电解池试回答：

（1）若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A是         （填电极材料），电极反应式是              ；B是             （填电极材料），电极反应式是             ，应选用的电解质溶液是             。
（2）乙池滴入少量酚酞试液，电解一段时间，           （填“C”或“Fe”）极附近呈红色。
（3）若甲槽阴极增重43.2g，则乙槽中阳极上放出的气体在标况下的体积是  _________L。

FeCl₃具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl₃高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
（1）FeCl₃净水的原理是                    。FeCl₃溶液腐蚀钢铁设备，除H^＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）                       。
（2）为节约成本，工业上用NaClO₃氧化酸性FeCl₂废液得到FeCl₃。
①若酸性FeCl₂废液中c（Fe^2＋）=2.0×10^-2mol·L^-1, c（Fe^3＋）=1.0×10^-3mol·L^-1, c（Cl^－）=5.3×10^-2mol·L^-1,则该溶液的PH约为                      。
②完成NaClO₃氧化FeCl₂的离子方程式：
ClO₃^-+Fe^2＋+           =Cl^－+Fe^3＋+           .
（3）FeCl₃在溶液中分三步水解：
Fe^3＋+H₂O Fe（OH）²⁺+H^＋——K₁
Fe（OH）²⁺+H₂OFe（OH）₂⁺+H^＋——K₂
Fe（OH）₂⁺+H₂OFe（OH）₃+H^＋——K₃
以上水解反应的平衡常数K₁、K₂、K₃由大到小的顺序是           。
（4）FeCl₃也可以用作SO₂尾气的吸收剂，原理上与NaOH吸收SO₂有何不同______________________
（5）电解时，微粒的放电顺序遵循微粒得失电子能力的强弱，SO₃^2—具有强的还原性。用NaOH吸收烟气中的SO₂，将所得的Na₂SO₃溶液用碳棒进行电解，写出阳极电极反应_____________________________

美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池。其构造如图所示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中进入，并在电极表面放电。

（1）a是_____________极(填正或负)，b是___________极(填正或负)，电极反应式分别为：a__________________，b_______________。
（2）下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：甲池是                装置，B（石墨）电极的名称是                     。
②写出下列电极反应式：通入CH₃OH的电极的电极反应式是                    ，A（Fe）电极的电极反应式为                    。
③乙池中反应的化学方程式为                           。
④当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上转移电子           mol。