高中化学探究电解池作用试题

甲烷作为一种新能源在化工领域应用广泛，请回答下列问题：

（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H₂)还原氧化铁，有关反应为：CH₄(g)＋CO₂(g)===2CO(g)＋2H₂(g) ；ΔH＝+260 kJ·mol^－1
已知：2CO(g)＋O₂(g)===2CO₂(g) ；ΔH＝﹣566 kJ·mol^－1
则CH₄与O₂反应生成CO和H₂的热化学方程式为： _____________________.
（2）如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①a处应通入_____（填“CH₄”或“O₂”），b处电极上发生的电极反应式是：
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH值_____（填写“变大”“变小”或“不变”，下同），装置Ⅱ中Cu^2＋的物质的量浓度                .
③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH^―以外还含有_____（忽略水解）.
④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化为12.8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷_______L（标准状况下）.

在1LK₂SO₄和CuSO₄的混合溶液中，c(SO₄^2-)="2.0" mol·L^-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L（标准状况）气体，则原溶液中K⁺的物质的量浓度为

A．2.0 mol·L^-1

B．1.5 mol·L^-1

C．1.0 mol·L^-1

D．0.5 mol·L^-1

将H₂S通入FeCl₃ 溶液中，过滤后将反应液加入电解槽中电解(如下图所示)。电解后的溶液还可以循环利用。该方法可用于处理石油炼制过程中产生的H₂S废气。下列有关说法正确的是

A．过滤得到的沉淀可能是FeS和S

B．若有0.20mol的电子转移，一定能得到2.24L的氢气

C．可以用Fe与外接电源的a极相连

D．与a极相连的电极反应式为Fe^2^＋－e^－=Fe^3^＋

用铂作电极电解一定浓度下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量水能使溶液和电解前相同的是

A．CuSO4

B．H2SO4

C．CuCl2

D．NaCl

（1）某课外兴趣小组用下图装置进行实验，试回答：

①若开始时开关K与a连接，则A的电极反应式为_________。
②若开始时开关K与b连接，这种方法经常用于金属的防护，这种防护措施叫做_______。
③开关K与b连接，铁和石墨棒互换位置即可制得白色的较纯净Fe（OH）₂沉淀，则铁电极反应式为_______。
（2）如下图所示的装置，C、D、E、F都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答以下问题：

①电极A的名称是_______。
②甲装置中D电极的电极反应式：_______。
③在25℃时若用惰性电极电解饱和  NaCl溶液一段时间，当阳极产生5.6L（标准状况下）一种气体，电解后溶液体积为50L时，求所得溶液在25℃时的氢氧化钠物质的量浓度=_______。
④欲用丙装置给铜镀银，G应该是________（填“银”或“铜”），电镀液的主要成分是（填化学式）_______。

用铂电极电解100mLHNO₃与AgNO₃的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体（标况），则原混合液中Ag⁺的物质的量浓度为

A．1mol/L

B．2mol/L

C．2.5mol/L

D．3mol/L

金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，（已知：氧化性Fe²⁺＜Ni²⁺＜Cu²⁺），下列叙述正确的是

A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni^2++2e^-=Ni

B．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe^2+和Zn^2+

C．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等

D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Pt

化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是

A．氢氧燃料电池在碱性介质中的负极反应式：H2-2e^-=2H^+

B．用铁棒作阳极、碳棒作阴极电解饱和氯化钠溶液的离子方程式为：2C1^-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH^-

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

D．钢铁发生吸氧腐蚀的负极反应式：Fe-2e^-═Fe^2+

如图是乙醇燃料电池的实验装置图，下列有关说法一定正确的是

A．若用此装置给铁棒上镀上层银，则N电极改用铁电极，M电极改用银电极

B．甲池中负极的电极反应式为：CH3CH2OH－12e^-+3H2O=2CO2+12H^+

C．甲池KOH溶液中经过0.05mol电子时，理论上乙池中的M电极质量增加5.40g

D．M电极上的电极反应式为：Ag^++e^-=Ag

（1）在25℃、101 kPa下，1 g甲烷完全燃烧后，恢复到原状态放热Q kJ，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为_________________                   。
（2）肼(N₂H₄)一空气燃料电池是一种碱性环保电池，该电池放电时，负极的反应式为              。
（3）如图装置中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO₄溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，乙烧杯中石墨电极附近pH值的变化为              （选填“变大”、“变小”、“不变”）。通电一段时间后（溶液中还有CuSO₄），若要使乙烧杯中电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入              (填序号).

A．CuO

B．Cu(OH)2

C．CuCO3

D．Cu2(OH)2CO3

（4）下图是用于笔记本电脑的甲醇（CH₃OH）燃料电池结构示意图，质子交换膜左右两侧的溶液均为500mL 2 mol/LH₂SO₄ 溶液，当电池中有1mol e^－发生转移时，左右两侧溶液的质量之差为              （忽略气体的溶解，假设反应物完全耗尽）。

用惰性电极电解2L、1mol/L的CuSO₄溶液，在电路中通过0.5mol电子后，调换正、负极,电路中又通过了1mol电子，此时溶液中H^＋的浓度（假设溶液体积不变）是

A．1.5mol/L

B．0.75mol/L

C．0.5mol/L

D．0.25mol/L

Ⅰ.CO和H₂作为重要的燃料和化工原料，有着十分广泛的应用。
（1）已知：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)           △H₁= -393．5 kJ·mol^-1
C(s)+H₂O(g)= CO(g)+H₂(g)    △H₂= +131．3 kJ·mol^-1
则反应CO(g)+H₂(g)+O₂(g)=H₂O(g)+CO₂(g)△H=            kJ·mol^-1。
（2）利用反应CO(g) +H₂(g)+O₂(g) = CO₂(g) +H₂O(g) 设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气（CO和H₂物质的量之比为1:1）作负极燃气，空气与CO₂的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物做电解质的一种新型电池。现以该燃料电池为电源，以石墨作电极电解饱和NaCl溶液，反应装置以及现象如图所示。则有：

①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 _______________________；
②已知饱和食盐水的体积为1 L，一段时间后，测得左侧试管中气体体积为11．2 mL(标准状况)，若电解前后溶液的体积变化忽略不计，而且电解后将溶液混合均匀，则此时溶液的pH为                。
Ⅱ.CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为：
2NO(g)+2CO(g)  N₂(g)+2CO₂(g)。请回答下列问题：
（3）一定温度下，在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时，反应进行到t时刻时达到平衡状态，此时n(CO)=amol、n(N0)=2amol、n(N₂)=bmol，且N₂占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K=               （用只含a、V的式子表示）
②判断该反应达到平衡的标志是____（填序号）
A．v(CO₂)_生成=v(CO)_消耗
B．混合气体的平均相对分子质量不再改变
C．混合气体的密度不再改变
D．NO、CO、N₂、CO₂的物质的量浓度均不再变化
（4）在一定温度下，将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示，则：

①有害气体NO的转化率是          ，0～15minCO₂的平均反应速率v(CO₂)=____（保留小数点后三位）。
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件是     。（填序号）。
A．增加CO的量  B．加入催化剂  C．减小容器体积  D．扩大容器体积

用惰性电极电解物质的量比为2：1的NaCl与NaHCO₃混合溶液，测得溶液pH变化如右图所示。

（1）在0→t₁时间内，阳极上的电极反应式为：___________________________；
（2）用离子方程式表示：a点 pH﹥7原因：__________________________；0→t₁时间内，溶液pH升高比较缓慢的原因：_______________________
（3）从原溶液中溶质变化角度看，t₁时刻的意义是________________________
（4）有人利用电解原理开发出了一种家用“84”消毒液（有效成分为NaClO）发生器（构造如图），在制备该消毒液时，a电极应该连接在电源的________________极上，若两个电极一种是铁、一种是石墨，则b极材料是________________。

观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是

A．装置①中阳极上析出红色固体

B．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连

C．装置③闭合电键后，外电路电子由a极流向b极

D．装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过

用惰性电极电解一定浓度的CuSO₄溶液时，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.2mol Cu₂(OH)₂CO₃后恰好恢复到电解前的浓度和pH（不考虑二氧化碳的溶解）。则电解过程中转移电子的物质的量为

A．1.0mol

B．1.2mol

C．0.6mol

D．0.8mol