氧化还原反应与电化学及金属的防护知识密切相关。请回答下列问题：
（1）依据反应：
设计的原电池如图所示。
则电解质溶液Y是________________ (填化学式)，X的电极反应式___________________，盐桥中的Cl－移向_______________溶液(填化学式)。若将盐桥换成铜丝，则X电极名称是____________。
（2） 利用下图的装置可以模拟铁的电化学防护：
若Z为碳棒，为延缓铁腐蚀，K应置于____处，总反应的离子方程式为__________________ ；若Z为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为____________________。
研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过知识回答下列问题：
（1）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如下图所示：
①反应的热化学方程式为____________________________________________。
②已知：
则
（2）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1 mol化学键时释放（或吸收）的能量。已知：N≡N键的键能是948.9kJ·mol－1，H－H键的键能是436.0 kJ·mol－1； N－H键的键能是391.55 kJ·mol－1。则1/2N2(g) + 3/2H2(g) ="=" NH3(g) ΔH = 。
（3）下图是一个化学过程的示意图：（已知电解质溶液均过量）
①甲装置中通入CH4的电极反应式为
②一段时间，当丙池中产生11.2L（标准状况下）气体时，则乙池中产生气体的物质的量为 ，若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中加入 。
电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，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。请回答以下问题：
（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，则在X极附近观察到的实验现象是 ；Y电极上的电极反应式为 。若电解过程转移的电子为0.2mol，则X电极上产生的气体体积是 L（标准状况下）。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4 溶液，则X电极的材料是 ；Y电极的电极反应式为 。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
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 。
氨是生产氮肥、尿素等物质的重要原料。
（1）合成氨反应N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)在一定条件下能自发进行的原因是 。电化学法是合成氨的一种新方法，其原理如图1所示，阴极的电极反应式是 。
（2）氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]对合成尿素[2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(g)+H2O(g)]有影响，恒温恒容时，将总物质的量3 mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应，结果如图2所示。a、b线分别表示CO2或NH3的转化率变化，c线表示平衡体系中尿素的体积分数变化。[n(NH3)/ n(CO2)]= 时，尿素产量最大；经计算，图中y= （精确到0.01）。
（3）废水中含氮化合物的处理方法有多种。
①NaClO溶液可将废水中的NH4+转化为N2。若处理过程中产生N2 0.672 L（标准状况），则需要消耗0.3mol·L-1的NaClO溶液 L。
②在微生物的作用下，NH4+经过两步反应会转化为NO3-，两步反应的能量变化如图3所示。则1 mol NH4+ (aq)全部被氧化成NO3- (aq)时放出的热量是 kJ。
③用H2催化还原法可降低水中NO3-的浓度，得到的产物能参与大气循环，则反应后溶液的pH （填“升高”、“降低”或“不变”）。
电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，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。
请回答以下问题：
（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 ，检验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X电极的材料是 ，电极反应式是 。
（3）此装置若是在某金属上电镀铜，则①X电极的材料是 ，②Y电极的材料是 ，电解液a选用 溶液
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______________________。
某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。
请回答：
I．用图1所示装置进行第一组实验。
（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu做电极的是 （填字母序号）。
| A．铝 | B．石墨 | C．银 | D．铂 |
（2）N极发生反应的电极反应式为 。
（3）实验过程中，SO42- （填“从左向右”、“从右向左”或“不”）移动；
滤纸上能观察到的现象有 。
II．用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根（FeO42-）在溶液中呈紫红色。
（4）电解过程中，X极区溶液的pH （填“增大” 、“减小”或“不变”）。电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-==FeO42-+4H2O 和 。
（5）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少 g。
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________________。
电解原理在化学工业上有广泛应用。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。请回答以下问题：
（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。
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________________,检验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
①X电极的材料是_________________，电极反应式为_______________。
②Y电极的材料是 ________________，电极反应式为________________。
试题篮
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