高中化学探究电解池作用填空题

氮的重要化合物如氨（NH₃）、肼（N₂H₄）、三氟化氮（NF₃）等，在生产、生活中具有重要作用。
（1） 利用NH₃的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：
H₂O(l)＝H₂O(g)   △H₁＝44.0 kJ·mol^－1
N₂(g)＋O₂(g)＝2NO(g)   △H₂＝229.3 kJ·mol^－1
4NH₃(g)＋5O₂(g)＝4NO(g)＋6H₂O(g)   △H₃＝－906.5 kJ·mol^－1
4NH₃(g)＋6NO(g)＝5N₂(g)＋6H₂O(l)   △H₄
则△H₄＝        kJ·mol^－1。
（2） 使用NaBH₄为诱导剂，可使Co^2＋与肼在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体。
① 写出该反应的离子方程式：         。
② 在纳米钴的催化作用下，肼可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如下图1所示，则N₂H₄发生分解反应的化学方程式为：         ；为抑制肼的分解，可采取的合理措施有         （任写一种）。
    
图1                             图2
（3） 在微电子工业中NF₃常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH₄F等的无水熔融物生产NF₃，其电解原理如上图2所示。
① 氮化硅的化学式为                    。
② a电极为电解池的              （填“阴”或“阳”）极，写出该电极的电极反应式：                 ；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是                。

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__________。

硫的化合物在科研、生活及化学工业中具有重要的应用。
（1）在废水处理领域中，H₂S或Na₂S能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25℃，在0.10 mol•L^-1H₂S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S^2-)关系如下表（忽略溶液体积的变化、H₂S的挥发）。

pH	3	5	7	9	11
c(S^2-)/ mol•L^-1	1.4×10^-15	1.4×10^-11	6.8×10^-8	1.3×10^-5	1.3×10^-3

某溶液含0.020 mol•L^-1Mn²⁺、0.1 mol•L^-1H₂S，当溶液的pH=5时，Mn²⁺开始沉淀，则MnS的溶度积=________________。
（2）工业上采用高温分解H₂S制取氢气，其反应为2H₂S(g)2H₂(g)+S₂(g) △H₁，在膜反应器中分离出H₂。
①已知：H₂S(g)H₂(g)+S(g) △H₂，2S(g)S₂(g)△H₃。则△H₁=_______（用含△H₂、△H₃的式子表示。
②在密闭容器中，充入0.10molH₂S(g)，发生反应2H₂S(g)2H₂(g)+S₂(g)，控制不同的温度和压强进行实验。结果如图所示。

图中压强p₁、p₂、p₃由大到小的顺序为_______________，理由是_________________。若容器的容积为2.0L，则压强为p₃，温度为950℃时，反应经3h达到平衡，则达到平衡时v(S₂)=__________；若压强p₂=7.2MPa，温度为975℃时，该反应的平衡常数Kp=_____________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数），若保持压强不变，升温到1000℃时，则该反应的平衡常数___________（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）工业上用惰性电极电解KHSO₄饱和溶液制取H₂O₂，示意图如图所示：

①低温电解饱和KHSO₄溶液时阳极的电极反应式为_________________。
②K₂S₂O₈水解时生成H₂O₂和KHSO₄，该反应的化学方程式为_________________。

如图，外接电源为Zn－MnO₂干电池，甲、乙为相互串联的两个电解池，请回答：

（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，
B电极是       极，材料                A电极反应式为                    ，
电解质溶液可以是                         
（2）乙池中Fe极是    极，若滴入少量酚酞试液，开始一段时间后，Fe极附近呈      色，若C电极
材料为石墨，C电极反应式为                
（3）Zn－MnO₂干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl₂－NH₄Cl混合溶液。该电池的负极材料是    ，电极反应式为                 。

氯碱工业是以电解饱和食盐水为原理的重要化工生产业。
（1）电解饱和食盐水的化学方程式是                              
（2）电解时阳极区溶液的pH用盐酸控制在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用               ；
（3）用于电解的食盐水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质。某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的    (填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的______________(填化学式)和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO₄^2-,解释其原因            
[已知:K_sp(BaSO₄)=1.1×10^-10、K_sp(BaCO₃)=5.1×10^-9]。 
（4）食盐水中若含有NH₄⁺，会在阳极产生难溶于水的NCl₃，写出该电极反应式_________________

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__________

如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图。M、N两电极的质量相同，其中一个为银电极一个为铁电极。

（1）写出通入甲烷的铂电极上的电极反应式为__________________________。 
（2）若一段时间后M与N两电极的总质量不变，则N电极是             。此时两电极质量差为5.4g，甲池中理论上消耗氧气          mL(标准状况)
（3）若一段时间后M与N两电极的总质量增加4g，N电极质量变化为________克。

“8·12”天津港危化仓库爆炸，造成生命、财产的特大损失。据查危化仓库中存有大量的钠、钾，硝酸铵和氰化钠（NaCN）。请回答下列问题：
（1）钠、钾着火，下列可用来灭火的是               。
A. 水        B.泡沫灭火器        C.干粉灭火器        D.细沙盖灭
（2）NH₄NO₃为爆炸物，在不同温度下加热分解，可能发生非氧化还原反应，可能发生氧化还原反应，下列反应可能发生的是          。
A. NH₄NO₃ → N₂ + O₂ + H₂O
B. NH₄NO₃ → NH₃ + HNO₃
C. NH₄NO₃ → O₂ + HNO₃ + H₂O
D. NH₄NO₃→ N₂ + HNO₃ +H₂O
E. NH₄NO₃→N₂+ NH₃+ H₂O
F. NH₄NO₃ →N₂O + H₂O
（3）NaCN属于剧毒物质，有多种无害化处理方法
① H₂O₂处理法：NaCN + H₂O₂ —— N₂↑+ X + H₂O，推测X的化学式为              ，双氧水的电子式为              。
② NaClO处理法：aCN^－+bClO^－+2cOH^－= dCNO^－+eN₂↑+fCO₃^2－+bCl^－+cH₂O。 方程式中e : f的值为
（填选项标号）。
A．1          B．1/2            C．2  D．不能确定
③用如图所示装置除去含CN^－、Cl^－废水中的CN^－时，控制溶液pH为9~10，某电极上产生的ClO^－将CN^－氧化为两种无污染的气体，则电解过程中，阳极的电极反应式为                    。

（4）以TiO₂为催化剂用NaClO将CN^－离子氧化成CNO^－，CNO^－在酸性条件下继续与NaClO反应生成N₂、CO₂、Cl₂等。取浓缩后含CN^－离子的废水与过量NaClO溶液的混合液共200mL（设其中CN^－的浓度为0．2mol·L^—1）进行实验。
①写出CNO^-在酸性条件下被NaClO氧化的离子方程式：_______                   _______；
②若结果测得CO₂的质量为1.408g，则该实验中测得CN^－被处理的百分率为               。

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______________________________。

如图所示装置，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极附近溶液呈红色。请回答：

（1）B极是电源的        极。C电极上的电极反应式：                        。
（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=13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为                   。
（4）丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明               ，在电场作用下向Y极移动。

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。

Ⅰ在右图所示装置中，U形管内装满稀H₂SO₄，a为铁电极，b为多孔石墨电极。

①断开K₂接通K₁时，为_____________极，b电极上的电极反应式为________________；
②断开K₁时接通K₂，a为_____________极；该电极上的电极反应式是____________一段时间后，溶液的pH_________(填“增大”、“减小”或“不变”)
Ⅱ、双隔膜电解池的结构示意简图如图所示，利用该装置可以电解硫酸钠溶液以制取硫酸和氢氧化钠，并得到氢气和氧气。

a气体为______________，B溶液为________________；C隔膜为____________(阳离子交换膜、阴离子交换膜)，该电解反应的总方程式可表示为_______________________。

Ⅰ、工业上设计用CO₂来生产燃料甲醇，既减少二氧化碳气体，又得到宝贵的能源物质。为了探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，某温度下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)△H=-49.0KJ/mol．测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示

（1）该反应该温度下，化学平衡常数的值为_______________________
（2）下列说法中能作为反应达到平衡状态标志的是___________________(填字母)。
A．容器内压强不再发生变化    
B．平均相对分子质量不再变化
C．c(CO₂)和c(H₂)之比等于1:3
D．相同时间内每断裂3molH-H键，同时断裂3molO-H键
（3）下列措施中能使n(CH₃OH)/n(CO₂)减小的是__________________
A．再充入1molCO₂和3molH₂          B．将H₂O(g)从体系中分离 
C．充入He(g)，使体系压强增大      D．升高温度     
Ⅱ、钢铁工业是国家工业的支柱，每年钢铁生锈让国家损失大量资金，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
（1）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下：

①A电极对应的金属是_________(写元素名称)，B电极的电极反应式是__________；
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为__________；
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因___________________________。

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l00g 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e电极上收集到气体在标准状况下体积为4．48L，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电解前后甲溶液 pH          ；乙溶液 pH            ；丙溶液 pH          。（填“变大”、“ 变小”或“不变”）
（2）写出乙溶液中的电解反应方程式：          需加入        g          （填物质名称）复原。

目前正在研究和已经使用的储氢合金有镁系合金、稀土系合金等。
（1）工业上用电解熔融的无水氯化镁获得镁。其中氯化镁晶体脱水是关键工艺之一，一种氯化镁晶体脱水的方法是：先将MgCl₂·6H₂O转化为MgCl₂·NH₄C1·nNH₃（铵镁复盐），然后在700℃脱氨得到无水氯化镁，脱氨反应的化学方程式为 ____________。
（2）储氢材料Mg(AlH₄)₂在110～200℃的反应为：Mg(AlH₄)₂＝MgH₂+2Al+3H₂↑。生成2．7gAl时，产生的H₂在标准状况下的体积为______________L。
（3）采用球磨法制备Al与LiBH₄的复合材料，并对Al－LiBH₄体系与水反应产氢的特性进行下列研究：
①下图为25℃水浴时每克不同配比的Al－LiBH₄复合材料与水反应产生H₂体积随时间变化关系图。由下图可知，下列说法正确的是_______________(填字母)。

a．25℃时，纯铝与水不反应
b．25℃时，纯LiBH₄与水反应产生氢气
c．25℃时，Al－LiBH₄复合材料中LiBH₄含量越高，1000s内产生氢气的体积越大
②下图为25℃和75℃时，Al－LiBH₄复合材料[w(LiBH₄)=25%]与水反应一定时间后产物的X－射线衍射图谱（X－射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。

从图中可知，25℃时Al－LiBH₄复合材料中与水完全反应的物质是______________(填化学式)。
（4）储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：

①某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，起始浓度为a mol·L^-1，平衡时苯的浓度为b mol·L^-1，该反应的平衡常数K＝_______________。
②一定条件下，下图装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。生成目标产物的电极反应式为_______________。