高中化学探究电解池作用填空题

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：__________________。

电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a：X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答下列问题：

（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为_______________，在X极附近观察到的现象是_____________。
②Y电极上的电极反应式为_______________，检测该电极反应产物的方法是_______________；
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则：
①X电极的材料是______，电极反应式是_______________；
②Y电极的材料是______，电极反应式是_______________；(说明：杂质发生的电极反应不必写出)

铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。
（1）酸性条件下，硫酸亚铁可将MnO₂还原为MnSO₄，该反应的离子方程式为：_____________。
（2）分析表明，铁在浓硫酸中发生钝化时，生成的氧化物中Fe、O两种元素的质量比为28∶11，则其化学式为______________。
（3）铁及其化合物可用于消除环境污染。常温下，硫酸亚铁能将SO₂转化为SO₄^2－，总反应为2SO₂＋O₂＋2H₂O＝2H₂SO₄，其中一个反应为4Fe^2＋＋O₂＋4H^＋＝4Fe^3＋＋2H₂O，则另一个反应的离子方程式为____________________。
常温下，用氧缺位铁酸锌ZnFe₂O_y可以消除NO_x污染，使NO_x转变为N₂，同时ZnFe₂O_y转变为ZnFe₂O₄。若2 mol ZnFe₂O_y与足量NO₂反应可生成0.5 mol N₂，则y＝____________。

（4）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入H₂S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)₆]^3－＋2CO₃^2－＋H₂S＝2[Fe(CN)₆]^4－＋2HCO₃^－＋S↓。电解时，阳极的电极反应式为___________；电解过程中阴极区溶液的pH______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

用下图所示的装置进行电解。通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。

（1）A中发生反应的化学方程式为_________________________________。
（2）在B中观察到的现象是______________________________________。
（3）室温下，若从电解开始到时间t s，A、B装置中共收集到气体0.168 L（标准状况），若电解过程中无其他副反应发生，经测定电解后A中溶液体积恰为1 000 mL，则A溶液的pH为__________________。

在一个U形管里盛有氯化铜溶液，并插入两块锌片作电极，按下图连接。

（1）如果把电键K接A，该装置应是________，Zn①为________极，Zn②的电极反应为________________。
（2）上述反应进行5 min后，转换电键K到B，则这一装置是________，Zn②为________极，Zn①的电极反应式是____________________。
（3）将Zn②换成铁片，电解质溶液换成ZnCl₂饱和溶液，K接A，此时该装置为______池，阴极电极反应式为____________________________。

空气污染监测仪是根据SO ₂ 与Br ₂ 的定量反应测定空气中SO ₂ 的含量：SO ₂ +Br ₂ + 2H ₂ O="=H" ₂ SO ₄ +2HBr，上述反应的溴，来自一个装满酸性KBr溶液的电解槽阳极上的氧化反应。电解槽的阴、阳极室是隔开的。当测空气中SO ₂ 的含量时，空气（经过除尘）以1.5×10 ^{－ 4} m ³·min ^{－ 1} 的流速进入电解槽的阳极室，电流计显示每秒通过的电子是8.56×10 ^{－ 1 1}mol时，此条件下能保持溴浓度恒定，并恰与SO ₂ 完全反应（设被测空气中不含与溴反应的物质）。
（1）写出监测过程中主要发生的化学反应方程式；_______________________。
（2）计算空气中SO ₂ 的含量（g·m ^{－ 3} 空气）。

甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO₂和H₂在一定条件下反应合成甲醇。
（1）已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)  ΔH＝－1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)  ΔH＝－566.0 kJ／mol
③ H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                    。
（2）甲醇脱氢可制取甲醛CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题：

①600K时，Y点甲醇的υ(逆)         (正)（填“>”或“<”）
②从Y点到X点可采取的措施是____________________________。
③有同学计算得到在t­₁K时，该反应的平衡常数为8.1mol·L^－1。你认为正确吗？请说明理由                          。
（3）纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中，使用不同方法制得的Cu₂O（Ⅰ）和（Ⅱ）分别进行催化CH₃OH的脱氢实验：CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g)
CH₃OH的浓度（mol·L^－1）随时间t (min)变化如下表：

序号	温度	0	10	20	30	40	50
①	T1	0.050	0.0492	0.0486	0.0482	0.0480	0.0480
②	T1	0.050	0.0488	0.0484	0.0480	0.0480	0.0480
③	T2	0.10	0.094	0.090	0.090	0.090	0.090

可以判断：实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H₂)＝               ；实验温度T₁         T₂（填“>”、“<”）；催化剂的催化效率：实验①               实验②（填“>”、“<”）。
（4）电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后Co³⁺将甲醇氧化成CO₂和H⁺（用石墨烯吸附除去Co²⁺）。现用如下图所示装置模拟上述过程， 除去甲醇的离子方程式为                            。

【化学——选修2:化学与技术】
由黄铜矿（主要成分是CuFeS₂）炼制精铜的工艺流程示意图如下：

（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000⁰C左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物，该过程中两个主要反应的化学方程式分别是          ，        反射炉内生成炉渣的主要成分是           ；
（2）冰铜（Cu₂S和FeS互相熔合而成）含Cu量为20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂（石英砂）在1200°C左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu₂S被氧化成Cu₂O，生成的Cu₂O与Cu₂S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是        ；             ；

（3）粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极            （填图中的字母）；在电极ｄ上发生的电极反应式为                        ；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为                      。

为了保护坏境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（Fe主要以Fe₂O₃存在）转变成重要的化工原料FeSO₄（反应条件略）。

活化硫铁矿还原Fe³⁺的主要反应为：FeS₂+7Fe₂(S0₄)₃+8H₂O=15FeSO₄+8H₂SO₄，不考虑其它反应，请回答下列问题：
（1）第Ⅰ步H₂SO₄与Fe₂O₃反应的离子方程式是                          。
（2）检验第Ⅱ步中Fe³⁺是否完全被还原，应选择          （填字母编号）。
A．KMnO₄溶液   B．KCl溶液   C．KSCN 溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO₃调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH到5.2，此时Fe²⁺不沉淀，滤液中铝、硅杂质被除尽，通入空气引起溶液pH降低的原因是                  。
（4）FeSO₄可转化为FeCO₃，FeCO₃在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃，101kPa时：4Fe（s）+3O₂（g）＝2Fe₂O₃（s）△H=﹣1648kJ/mol
C（s）+O₂（g）＝CO₂（g）△H=﹣393kJ/mol
2F_e（s）+2C（s）+3O₂（g）＝2F_eCO₃（s）△H=﹣1480kJ/mol
FeCO₃在空气中加热反应生成Fe₂O₃的热化学方程式是                  。
（5）FeSO₄在一定条件下可制得FeS₂（二硫化亚铁）纳米材料，该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS₂=Fe+2Li₂S，正极反应式是                   。
（6）假如烧渣中的铁全部视为Fe₂O₃，其含量为50%，将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其它杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性，所残留的硫酸忽略不计，按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO₃          kg

（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）。

2015年8月12日23:30左右，天津滨海新区的一处集装箱码头发生爆炸，发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品氰化钠，数量为700吨左右。
资料：氰化钠化学式为NaCN，白色结晶颗粒或粉末，易潮解，有微弱的苦杏仁气味。剧毒，皮肤伤口接触、吸入、吞食微量可中毒死亡。熔点563．7℃，沸点1496℃。易溶于水，易水解生成氰化氢，水溶液呈强碱性，是一种重要的化工原料， 用于电镀、冶金和有机合成医药、农药及金属处理方面。
（1）氰化钠要用双氧水或硫代硫酸钠中和。①用双氧水处理产生一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，请写出该反应的化学方程式                     ；
②用硫代硫酸钠中和的离子方程式为CN^－+S₂O₃^2－＝A+SO₃^2－，A为              （填化学式）。

（2）含氰废水中的CN^－有剧毒。
①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，阳极产生的ClO^－将CN^－氧化为两种无污染的气体，
则：①阳极电极方程式为：                   
②去除CN^－的离子方程式为：                   
（3）过碳酸钠（2Na₂CO₃·3H₂O₂）是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂,也可用于含氰废水的消毒。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下：

已知：2Na₂CO₃（aq）+ 3H₂O₂（aq） 2Na₂CO₃·3H₂O₂（s）ΔH < 0，请回答下列问题：
①下列物质中，不会引起过碳酸钠发生氧化还原反应的有                。

A．FeCl3

B．CuSO4

C．Na2SiO3

D．KCN

②准确称取0．2000g过碳酸钠于250mL锥形瓶中，加50 mL蒸馏水溶解，再加50 mL2．0 mol·L^－1 H₂SO₄，用0．02000mol·L^－1 KMnO₄标准溶液滴定，是否需要指示剂        （填“是”或“否”），若终点时消耗KMnO₄标准溶液30．00 mL，则产品中H₂O₂的质量分数为              。
[反应6KMnO₄ + 5（2Na₂CO₃·3H₂O₂）+19H₂SO₄ = 3K₂SO₄ + 6MnSO₄ +10Na₂SO₄ +10CO₂ ↑ +15O₂↑+34H₂O]

A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：

阳离子	Na^+、K^+、Cu^2+
阴离子	SO4^2^—、OH^—

如图1中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2。据此回答下列问题：

（1）电极b上发生的电极反应为                             。
（2）写出乙烧杯的电解池总反应化学方程式                                 。
（3）用惰性电极电解B溶液，当阳离子浓度下降至一半时停止通电，加入下列物质不能使该溶液恢复至起始状态的是        。
A、Cu₂O     B、CuO     C、Cu(OH)₂    D、CuCO₃
（4）如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行       （填“能”或“不能”）。
（5）计算电极e上生成的气体在标准状态下的体积           。
（6）要使丙烧杯溶液恢复到原来的状态，操作是               。

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：                 。

2015年8月12日晚11时20分左右，天津港国际物流中心区域内瑞海公司所属危险品仓库发生的爆炸，造成了严重的人员伤亡，据瑞海国际官网信息，该公司仓储含以下种类物质：压缩气体天然气、易燃液体甲醇、乙酸乙酯、遇湿易燃物品电石、氰化钠、腐蚀品硫化碱等。
（1）由于CaC₂、金属钠、金属钾以及固体NaH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          。（填序号）其中固体NaH与水反应的方程式为       
A．泡沫灭火器         B．消防车喷水          c．沙土
（2）硫化碱其实就是我们常见的硫化钠，触及皮肤和毛发时会造成灼伤。①其水溶液呈强碱性，故俗称硫化碱。 ②其水溶液在空气中会缓慢地氧化成Na₂S₂O₃，该反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为           。
（3）以上易燃液体甲醇是一种可再生能源，具有开发 和应用的广阔前景，如：

①2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆．甲醇燃料电池的工作原理如图1所示． 
该电池正极的电极反应式为      ；负极的电极反应式              ；工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO₂时，有      个电子发生转移．
②以上述电池做电源，用图2所示装置模拟氯碱工业，若只有铝棒和碳棒两个电极，则与电源负极相连的是     （铝棒或碳棒），写出电解该溶液总反应方程式                                      

A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：

阳离子	Na^＋、K^＋、Cu^2^＋
阴离子	SO4^2-、OH^－

在下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。

接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图。据此回答下列问题：

（1）M为电源的_____极(填“正”或“负”)，电极b上发生的电极反应为__________________________。
（2）电极e上生成的气体在标准状态下的体积为________。
（3）写出乙烧杯中的电解池反应_______________________。
（4）若电解过程中，乙烧杯中的B溶液中的金属离子全部析出，此时电解还能继续进行，原因是___________________________________。
（5）若经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了16 g，要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，正确的操作是_____________________________________。