高中化学探究电解池作用试题

电解装置如图所示。图中B装置盛1000mL  3mol·L^－1Na₂SO₄溶液，A装置中盛1000mL 3mol·L^－1AgNO₃溶液。通电一段时间后，润湿的淀粉KI试纸的C端变蓝色。室温下，若从电解开始到时间为t时，A、B装置中共收集到16. 8 mL(标准状况)气体。若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，下列判断正确的是

A． 电子流动的方向：Fe→Pt→石墨→Cu
B． B中石墨上可能有红色物质析出
C． 若把Fe电极改成Ag电极，可向Pt上镀银
D． t时A溶液的pH为3

下列用来表示物质变化的化学用语中，错误的是

A．向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2：3Mg(OH)2+2Fe^3+=2Fe(OH)3+3Mg^2+

B．粗铜精炼时，与电源负极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu^2+ +2e^－＝Cu

C．用Pt电极电解氯化铝溶液：2Cl^-+2 H2O Cl2↑+H2+2OH^-

D．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al－3e^－＋4OH^－＝AlO2^－＋2H2O

为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下：
电池：Pb(s) + PbO₂(s) + 2H₂SO₄(aq) =2PbSO₄(s) + 2H₂O(l)
电解池：2Al+3H₂O  Al₂O₃+3H₂↑
电解过程中，以下判断正确的是

	电池	电解池
A	H^+移向Pb电极	H^+移向Pb电极
B	每消耗3molPb	生成2molAl2O3
C	正极：PbO2+4H^++2e^-=Pb^2++2H2O	阳极：2Al+3H2O-6e^-=Al2O3+6H^+
D

 

纯净物X、Y、Z转化关系如下图所示，下列判断正确的是

A．Z可能是氯化钠	B．Z可能是三氧化硫
C．X可能是金属铜	D．Y不可能是氢气

硼酸（H₃BO₃）与铝酸（H₃AlO₃）结构相似，可写成B(OH)₃。
（1）已知H₃BO₃的电离常数为5.8×10^﹣10，H₂CO₃的电离常数为Ka₁=4.4×10^﹣7、Ka₂=4.7×10^﹣11。向盛有饱和硼酸溶液的试管中，滴加0.1mol/L Na₂CO₃溶液，      （填“能”或“不能”）观察到气泡逸出。
（2）已知H₃BO₃与足量NaOH溶液反应的离子方程式为H₃BO₃+OH^﹣=B(OH)₄^﹣，写出硼酸的电离方程式                    ，它是      元酸。（填“一”或“二”或“三”）
（3）硼酸和甲醇在浓硫酸存在下生成B(OCH₃)₃，B(OCH₃)₃可与NaH反应制得易溶于水的强还原剂硼氢化钠（NaBH₄）。①NaBH₄中氢元素的化合价为            ，写出生成NaBH₄的化学方程式                 。
②写出生成B(OCH₃)₃的化学方程式                         。
③用NaBH₄和过氧化氢可以设计成一种新型碱性电池。该电池放电时，每摩尔NaBH₄释放8mole^﹣。写出这种电池放电反应的离子方程式                     。
（4）H₃BO₃可以通过电解的方法制备。工作原理如下图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）。

①写出阳极的电极反应式                            。
②分析产品室可得到H₃BO₃的原因                     。
（5）过硼酸钠晶体（NaBO₃·4H₂O）是一种优良的漂白剂，在70℃以上加热会逐步失去结晶水。 实验测得过硼酸钠晶体的质量随温度变化的情况如下图所示，则T₂℃时所得晶体的化学式为                。

（1）已知：① 2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)         △H1=" -a" kJ•mol^-1
② 2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)        △H2 =" -b" kJ•mol^-1
③ CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)  △H3 =" -c" kJ•mol^-1
计算甲醇蒸气的标准燃烧热H＝                         
（2）①As₂S₃和HNO₃反应如下：As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O，将该反应设计成原电池，则NO₂应该在       （填“正极”或“负极”）附近逸出，该极的电极反应式为                            。
②利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。
利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为      溶液(填化学式)，阳极电极反应式为                       ，电解过程中Li⁺向      电极迁移(填“A”或“B”)。

③利用钴渣[含Co(OH)₃、Fe(OH)₃等]制备钴氧化物的工艺流程如下:

Co(OH)₃溶解还原反应的离子方程式为                                 。

我国科学家最新研发的固体透氧膜提取金属钛工艺，其电解装置如右图所示：将TiO₂熔于NaCl-NaF融盐体系，以石墨为阴极，覆盖氧渗透膜的多孔金属陶瓷涂层为阳极，固体透氧膜把阳极和熔融电解质隔开，只有O^2-可以通过。下列说法不正确的是

A．a 极是电源的正极，O^2-在熔融盐中从右往左迁移

B．阳极电极反应式为2O^2--4e^-= O2↑

C．阳极每产生4.48L的O2，理论上能生成0.2mol钛

D．NaCl-NaF融盐的作用是降低熔化TiO2需要的温度

某硫酸厂用以下几种方法处理SO₂尾气。

（1）活性炭还原法
反应原理：恒温恒容2C （s）+2SO₂（g）S₂（g）+2CO₂（g） 。
反应进行到不同时间测得各物质的浓度如图：
①第一次出现平衡的时间是第          min；
②0~20min反应速率表示为V（SO₂）=          ；
③30 min时，改变某一条件平衡发生移动，则改变的条件最有可能是                 ；40min时，平衡常数值为__________。
（2）亚硫酸钠吸牧法
①Na₂SO₃溶液吸收SO₂的离子方程式为                         ；
②常温下，当吸收至pH=6时，吸收液中相关离子浓度关系一定正确的是____（填序号）
a.c（Na⁺）+c（H⁺） >c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+ c（OH^-）
b.c（Na⁺） = c（SO₃^2-） + c（HSO₃^-）+ C（H₂SO₃）
c.c（Na⁺）> c（SO₃^2-）> c（OH^-）>c（H⁺）
d.水电离出c（OH^一）=l×l0^-8 mol/L，
（3）电化学处理法
如图所示，Pt（1）电极的反应式为                      ；碱性条件下，用Pt（2）电极排出的S₂O₄^2-溶液吸收NO₂，使其转化为N₂，同时有SO₃^2-生成。若阳极转移电子6mol，则理论上处理NO₂气体    mol。

铜、铁及其化合物在工业、农业、科技和日常生活中有广泛应用。
（1）工业上利用辉铜矿（主要成分是Cu₂S）冶炼铜。为了测定辉铜矿样品的纯度，用酸性高锰酸钾溶液反应(已知1 molCu₂S失去10mol的电子)，写出该反应的离子方程式                             。
（2）工业上利用废铜屑、废酸（含硝酸、硫酸）为主要原料制备硫酸铜晶体。某含有c(HNO₃)="2" mol·L^—1，c(H₂SO₄)="4" mol·L^—1的废酸混合液100 mL（不含其它酸或氧化剂），最多能制备硫酸铜晶体（CuSO₄·5H₂O）的质量为               。
（3）现有一块含有铜绿的铜片（假设不含其它杂质）在空气中灼烧至完全反应，经测定，反应前后固体的质量相同。（已知：金属生锈率=）
①上述铜片中铜的生锈率为                 （结果保留2位有效数字）
②固态铜与适量氧气反应，能量变化如下图所示，写出固态铜与氧气反应生成1 mol固态氧化亚铜的热化学方程式                             。

（4）高铁酸盐在能源环保等领域有广泛用途，如高铁酸钾(K₂FeO₄) 因有强氧化性，能杀菌消毒，产生Fe(OH)₃有吸附性，是一种新型净水剂，用如下图所示的装置可以制取少量的高铁酸钾。
（已知爱迪生蓄电池的反应式为：）

①爱迪生蓄电池的负极材料是                      
②写出制取高铁酸钾阳极的电极反应式                      
③当生成19.8g的K₂FeO₄时，隔膜两侧电解液的质量变化差(△m_右一△m_左)为_              g。

甲醇既可用于基本有机原料，又可作为燃料用于替代矿物燃料。
（1）以下是工业上合成甲醇的两个反应：
反应I： CO（g）＋2H₂（g）CH₃OH（g）       ΔH₁
反应II：CO₂（g）＋3H₂（g）CH₃OH（g）+ H₂O（g）    ΔH₂
① 上述反应符合“原子经济”原则的是       （填“I”或“II”）。
② 下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断反应I为______热反应（填“吸”或“放”）。
③ 某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝ 0．2 mol／L，则CO的转化率为                  ，此时的温度为               （从表中选择）。
（2） 已知在常温常压下：
① 2CH₃OH（l）＋3O₂（g）＝2CO₂（g）＋4H₂O（g）  ΔH₁ kJ／mol
② 2CO（g）+ O₂（g）＝ 2CO₂（g）         ΔH₂ kJ／mol
③ H₂O（g）＝ H₂O（l）           ΔH₃ kJ／mol
则反应CH₃OH（l）+ O₂（g）＝ CO（g）+ 2H₂O（l）    ΔH＝           kJ／mol
（3）现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有Cr₂O²‾₇)时，实验室利用下图装置模拟该法：

① N电极的电极反应式为                         。
② 请完成电解池中Cr₂O²‾₇转化为Cr³⁺的离子反应方程式：
Cr₂O₇ ²‾+      Fe²⁺ +      [   ] ═=        Cr³⁺+     Fe³⁺+      H₂O
（4） 处理废水时，最后Cr³⁺以Cr(OH)₃形式除去，当c(Cr³⁺)=1×10‾⁵ mol•L^﹣1时，Cr³⁺沉淀完全，此时溶液的pH=         。(已知， K_sp[Cr(OH)₃]=6.4×10‾³¹，lg2=0.3)

下图是一个化学过程的示意图。

（1）图中甲池中OH^－移向            极（填“CH₃OH”或“O₂”）。
（2）写出通入CH₃OH的电极的电极反应式：                     。
（3）向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为           极（填“A”或"B”），并写出此电极的反应式：____                      。
（4）乙池中总反应的离子方程式：____    。
（5）当乙池中B(Ag)极的质量增加5.4g时，乙池的pH是                (若此时乙池中溶液的体积为500mlL)；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是          （填序号）。

A．MgSO4

B．CuSO4

C．AgNO3

D．AlCl3

如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是

A．锌片是负极	B．两个铜片上都发生氧化反应
C．石墨是阴极	D．两个番茄都形成原电池

下列有关说法正确的是

A．合成氨反应需使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动

B．铅蓄电池在放电过程中，负极质量增加，正极质量减少

C．100 mL pH＝3的HA和HB分别与足量的锌反应，HA放出的氢气多，说明HA酸性比HB弱

D．已知I2＋I^－，向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4，振荡静置后CCl4层显紫色，说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大

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＝－159.47 kJ·mol^－1
NH₂CO₂NH₄(s)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)   ΔH＝+ 72.49 kJ·mol^－1
反应2NH₃(g)＋CO₂(g)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g) ΔH＝                kJ·mol^－1。
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
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右图所示。

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：                        。

以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点.

（1）氨燃料电池使用的电解质溶液是2 mol·L^－1的KOH溶液，电池反应为：4NH₃＋3O₂ =2N₂＋6H₂O。该反应每消耗1.7g NH₃转移的电子数目为            ;
（2）用氨燃料电池电解CuSO₄溶液，如右图所示，A、B均为铂电极，通电一段时间后，在A电极上有红色固体析出，则B电极上发生的电极反应式为      ；此时向所得溶液中加入8gCuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度，则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为         L.
（3）纳米级氧化亚铜(Cu₂O)是一种重要光电材料。现用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质制备纳米级氧化亚铜(Cu₂O)，电解反应为。铜棒上发生的电极反应式为