高中化学探究电解池作用推断题

电化学在化学工业有着广泛的应用，
（1）工业冶炼铝的化学方程式是                    ；
（2）工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换法膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。

①该电解槽的阳极反应式是                              ；
②除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口          （填写“A”或“B”）导出。
（3）爱迪生蓄电池的反应式为：Fe+NiO₂+2H₂OFe(OH)₂+Ni(OH)₂；高铁酸酸钠(Na₂FeO₄)
是一种新型净水剂．用下面装置可以制取少量高铁酸钠。

①此装置中爱迪生蓄电池的负极是________(填“a”或“b”)，该电池工作一段时间后必须充电，充电时生成NiO₂的反应类型是                  。
②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式                   。

如图，A为直流电源，B为电解槽，c、d为石墨电极，B中存放有100mL NaCl和CuCl₂的混合溶液，其中Cu²⁺的物质的量浓度为0.1mol/L，闭合K，d极收集到标准状况下448mL的一种气体甲，该气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。气体体积均
在标准状况下测定，假设溶液的体积变化忽略不计，不考虑
电解产生的气体溶解和吸收。请回答下列问题。

（1）A电源的a极是           
（2）计算c极理论上收集到的气体的体积是            （标准状况下）。
（3）假设100mL溶液中，c（Cu²⁺）="a" mol/L，c（Na⁺）="b" mol/L，Cu²⁺完全放电后，理论上d极产生甲气体的体积V范围是           （用带a、b的代数式表示）。

金属冶炼和金属化合物处理常涉及氧化还原反应。

（1）若用惰性电极电解饱和NaCl溶液一段时间当阳极产生56 mL（标准状况下）气体，电解后溶液体积为500 mL时，求所得溶液在25℃时的pH =__________。
（2）利用反应2Cu+O₂+2H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O可以制备CuSO₄，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为     。
（3）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，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为         。

短周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大，A与C可形成A₂C₂和A₂C两种化合物；B的最高价氧化物对应的水化物甲与气体BA₃化合生成离子化合物乙；D与A位于同一主族；E与C形成的化合物是大气污染物，容易形成酸雨；F元素最高化合价与最低化合价的代数和为6。
（1）E在元素周期表中的位置是                                   。
（2）由A、C、F三种元素按原子个数比1∶1∶1组成的化合物与BA₃反应生成B的单质， 写出该反应的化学方式                                           。
（3）常温下，若甲、乙两溶液的pH均等于5，则由水电离出的=        ；乙溶液中所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序是                。
（4）用图所示装置电解由D与F形成盐的饱和溶液时，若阴、阳极都用铁作电极，则阳极的电极反应式为                    ，溶液中出现的现象是          。

A-J是中学化学中常见的几种物质，它们之间的转化关系如图所示。已知常温下A为固体单质，B为淡黄色粉末， C、F、I为气态单质，E在常温下为液体，且E可由C、F合成，J可用作杀菌消毒剂。

回答下列问题：
（1）B的化学式：                      。
（2）写出反应⑦的离子方程式                                     。
（3）向AlCl₃溶液中加入少量固体B，写出反应的化学方程式                           。
（4）以Pt为电极电解滴加有少量酚酞的H饱和溶液，则在        （填“阴、阳”）极附近溶液由无色变为红色，其原因是                                                 。

工业上以黄铜矿(主要成分CuFeS₂)为原料制备金属铜，有如下两种工艺。
I．火法熔炼工艺:将处理过的黄铜矿加人石英，再通人空气进行焙烧，即可制得粗铜。
（1）焙烧的总反应式可表示为：2CuFeS₂ + 2SiO₂+5O₂＝2Cu+2FeSiO₃+4SO₂该反应的氧化剂是           。
（2）下列处理SO₂的方法，不合理的是_____
A高空排放             B用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠
C用氨水吸收后，再经氧化制备硫酸铵    D用BaCl₂溶液吸收制备BaSO₃
（3）炉渣主要成分有FeO 、Fe₂O₃ 、SiO₂、Al₂O₃等，为得到Fe₂O₃加盐酸溶解后，后续处理过程中未涉及到的操作有            。
A过滤         B加过量NaOH溶液   C蒸发结晶   D灼烧       E加氧化剂
II．FeCl₃溶液浸取工艺:其生产流程如下图所示

（4）浸出过程中，CuFeS₂与FeCl₃溶液反应的离子方程式为 ____________。
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质是____ （填化学式）。
（6）若用石墨电极电解滤液，写出阳极的电极反式_____________。
（7）黄铜矿中含少量Pb,调节C1^一浓度可控制滤液中Pb²⁺的浓度，当c(C1^一)＝2mo1·L^-1时溶液中Pb²⁺物质的量浓度为   mol·L^-1。[已知K_SP(PbCl₂)＝1 x 10^一5]

已知下图中物质M是由同一短周期的两种元素组成的离子化合物，焰色反应为黄色，阴离子元素最高正价与它的负价代数和为6。X具有漂白性，Y为碱性气体， W是对空气无污染的气体。试回答下列问题：

（1）写出电解M溶液①的化学方程式                                   。
（2）写出实验室制取Y气体的化学方程式                                 。
（3）若A是一种常见金属，写出反应②的化学方程式                             。
（4）若A是某元素的一种常见酸性氧化物，写出反应③的离子方程式               。
（5）写出X的电子式          和Z的结构式           。
（6）写出反应⑤的化学方程式                            。
（7）标准状况下反应⑥中生成11.2L W时转移的电子数   。（用N_A表示阿佛加德罗常数）

(14分)A～J分别表示中学化学中常见的一种物质，它们之间相互关系如下图所示（部分反应物、生成物没有列出），且已知G为主族元素的固态氧化物， A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。

请填写下列空白：
（1）A、B、C、D、E、F六种物质中所含同一种元素在周期表中位置是            ；
（2）检验C溶液中阳离子方法是（写出操作，现象及结论）                      
                                                                          ；
（3）写出反应①化学方程式：                                                ；
（4）写出反应④离子方程式：                                                 ；
（5）写出反应⑥化学方程式：                                                ；
（6）写出反应③阳极的电极反应式：                                          ；
（7）从能量变化角度看，反应①②③中，属于△H＜0的反应是          （填序号）。

铝是用途广泛的金属材料，目前工业上主要用铝土矿(主要成分含氧化铝、氧化铁)来制取铝，其常见的过程如下：      

请回答下列问题：
（1）沉淀B的化学式为               ，溶液C中阴离子主要是                        。
（2）操作Ⅰ是               （填操作名称）
（3）写出①过程中发生反应的离子方程式                     。
（4）Al(OH)₃沉淀必须进行洗涤才能通过操作Ⅳ获得纯净Al₂O₃，操作Ⅳ是           （填操作名称），简述洗涤沉淀的操作方法：                                                。
（5）生产过程中，除水、CaO和CO₂可以循环使用外，还可循环使用的物质有      （填化学式）。
（6）电解Al₂O₃制取金属Al的阳极电极反应式为                                      。

镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)₂、炭粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成．由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，并设计出相关实验流程图
 
已知：①NiCl₂易溶于水，Fe³⁺不能氧化Ni²⁺
②某温度下一些金属氢氧化物的K_sp及沉淀析出的理论pH如表所示：

回答下列问题：
（1）根据表数据判断步骤②依次析出沉淀Ⅱ      和沉淀Ⅲ     （填化学式），则pH₁        pH₂（填填“＞”、“=”或“＜”），控制两种沉淀析出可利用      。
A．pH试纸         B．石蕊指示剂           C．pH计
（2）已知溶解度：NiC₂O₄＞NiC₂O₄•H₂O＞NiC₂O₄•2H₂O，则反应③的化学方程式是           。第③步反应后，过滤沉淀时需要的玻璃仪器有    。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因             、            。
（3）④中阳极反应产生的气体E为    ，验证该气体的试剂为       。
（4）试写出反应⑥的离子方程式           。

下表为部分短周期元素化合价及其相应原子半径的数据。请回答下列问题：

（1）元素G在周期中的位置是          ；元素F所形成的常见单质的电子式为       。
（2）A、B、C、E的氢化物稳定性顺序是               。（用化学式回答）
（3）分子组成为ACH₂的物质在水中会强烈水解，产生使品红溶液褪色的无色气体和一种强酸。该反应的化学方程式是                。
（4）请写出B的单质的一种重要用途                  ；工业上制取该单质的原理反应为                             。
（5）请设计一个实验方案，使铜和A的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液反应，得到蓝色溶液和氢气。请在方框内绘出该实验方案原理装置示意图。

以黄铜矿精矿为原料，制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示：
Ⅰ. 将黄铜矿精矿（主要成分为CuFeS₂，含有少量CaO、MgO、Al₂O₃）粉碎
Ⅱ. 采用如下装置进行电化学浸出实验

将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解。在阴极区通入氧气，并 加入少量催化剂。
Ⅲ. 一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂（RH）发生反应：
2RH（有机相）+ Cu²⁺（水相）R₂Cu（有机相）+ 2H^＋（水相）
分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu²⁺得以再生。
Ⅳ. 电解硫酸铜溶液制得金属铜。
（1）黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：
CuFeS₂ + 4H^＋ = Cu²⁺ + Fe²⁺ + 2H₂S    2Fe³⁺ + H₂S = 2Fe²⁺ + S↓+ 2H^＋
① 阳极区硫酸铁的主要作用是        。
② 电解过程中，阳极区Fe³⁺的浓度基本保持不变，原因是        。
（2）阴极区，电极上开始时有大量气泡产生，后有固体析出，一段时间后固体溶解。
写出上述现象对应的反应式        。
（3）若在实验室进行步骤Ⅲ，分离有机相和水相的主要实验仪器是        ；加入有机萃取剂的目的是        。
（4）步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu²⁺得以再生的原理是        。
（5）步骤Ⅳ，若电解200mL0.5 mol/L的CuSO₄溶液，生成铜3.2 g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是        。（忽略电解前后溶液体积的变化）

在一定条件下可实现下图所示物质之间的转化：

请填写下列空白：
（1）孔雀石的主要成分是CuCO₃·Cu（OH）₂（碱式碳酸铜），受热易分解，图中的F是______（填化学式）。
（2）写出明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式:                。
（3）写出B电解生成E和D的反应方程式：                。
（4）图中所得G和D都为固体，混合后在高温下可发生反应，写出该反应的化学方程式      ，该反应消耗了2 molG，则转移的电子数是            。