[题目]H2在工农业生产过程中有着重要的作用.I．(1)工业上用电解饱和食盐水的方法制取H2.该反应的离子方程式为 . (2)下图是为LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图.则由LiH.B与H2反应得到LiBH4的热化学方程式为 .Ⅱ．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型多功能材料.工业上Na2FeO4制备方法是以纯铁棒与石墨电极为工作电极.用有� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】H2在工农业生产过程中有着重要的作用。

I．（1）工业上用电解饱和食盐水的方法制取H2，该反应的离子方程式为___________。

（2）下图是为LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图，

则由LiH、B与H2反应得到LiBH4的热化学方程式为_________。

Ⅱ．高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型多功能材料，工业上Na2FeO4制备方法是以纯铁棒与石墨电极为工作电极，用有隔膜的电解槽（如图所示），电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠，化学方程式为：Fe+2NaOH+2H2O= Na2FeO4+2H2↑

（3）A为电源_______极（填“正”或“负”)，铁电极_____（填“能”或“不能”）换成石墨电极。

（4）石墨电极上发生的电极反应式为______。

（5）电解过程中可能存在副产物，左池有时会生成红褐色沉淀，此时只要加大电流强度，就可以使红褐色沉淀继续电解，转化为FeO42-，该过程的电极反应式为____

Ⅲ．（6）利用甲醇燃料电池进行电解的装置如图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后断开K，此时A、B两极上生成等物质的量的气体。

乙中B电极为_____（填“阴极”或“阳极”），该电极上生成的气体在标准状况下的体积为__________。

【答案】2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑ 2LiH(s)+2B(s)+3H2(g)====2LiBH4(s)△H=-200kJ·mol-1 正不能 H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH- Fe(OH)3-3e-+5OH-==FeO42-+4H2O 阴极 2. 24 L

【解析】

(1)工业用电解饱和食盐水的方法制取NaOH，同时生成H2和Cl2；

(2)由图可知：2LiBH4(s)+MgH2(s)=2LiH(s)+2B(s)+MgH2(s)+3H2(g)△H=+200 kJmol-1，据此分析解答；

(3)用石墨、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)，原理是铁失电子生成还原性的离子，然后被氧化，最终生成高铁酸钠；

(4)电解池中，在阴极上发生得电子的还原反应；

(5)根据信息：红褐色沉淀继续电解，转化为FeO42-，据此书写电极反应；

(6)甲为原电池，通入甲醇的电极为负极、通入氧气的电极为正极，则AC为阳极、BD为阴极。B电极为阴极，工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同，则B的电极反应为：Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2↑，A电极为阳极，电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，根据得失电子守恒列式计算。

I．(1)工业用电解饱和食盐水的方法制取NaOH，同时生成H2和Cl2，化学方程式为：2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑，故答案为：2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑；

(2)由图可知：2LiBH4(s)+MgH2(s)=2LiH(s)+2B(s)+MgH2(s)+3H2(g) △H=+200 kJmol-1①，2LiBH4(s)+MgH2(s) =2LiBH4(s)+Mg(s)+H2(g) △H=+76 kJmol-1②，2LiBH4(s)+MgH2(s) =2LiH(s)+MgB2(s)+4H2(g) △H=+183 kJmol-1③，依据①得到2LiH(s)+2B(s)+3H2(g) ═2LiBH4(s) △H=-200kJmol-1，故答案为：2LiH(s)+2B(s)+3H2(g) ═2LiBH4(s) △H=-200kJmol-1；

Ⅱ．(3)用石墨、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)，铁失电子生成高铁酸钠，则铁作阳极，石墨作阴极，所以A是电源的正极，B是负极，如果不用金属铁做阳极，则不会产生还原性的亚铁离子，不能获得高铁酸根离子，故铁电极不能换成石墨电极，故答案为：正极；不能；

(4)铁作阳极，石墨作阴极，在阴极上发生得电子的还原反应，溶液中的氢离子放电，即2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故答案为：2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-；

(5)左池会生成红褐色沉淀氢氧化铁，加大电流强度，就可以使红褐色沉淀继续电解，转化为FeO42-，发生反应：Fe(OH)3-3e-+5OH-═FeO42-+4H2O，故答案为：Fe(OH)3-3e-+5OH-═FeO42-+4H2O；

(6)甲为原电池，通入甲醇的电极为负极、通入氧气的电极为正极，则AC为阳极、BD为阴极。乙中B电极为阴极，溶液中铜离子析出，工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同，说明铜离子放电后，溶液中的氢离子得到电子生成氢气，设生成气体物质的量为x，溶液中铜离子物质的量为0.1mol，Cu2++2e-=Cu，转移电子0.2mol，2H++2e-=H2↑，转移电子2x，即阴极共转移电子0.2 mol +2x；A电极为阳极，溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气，4OH--4e-=2H2O+O2↑，转移电子4x；根据得失电子守恒得到：0.2mol+2x=4x，解得：x=0.1mol，标准状况下，生成氢气的体积V=nVm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，故答案为：阴极；2.24L。