题目内容
【题目】电化学综合应用
(Ⅰ) 选择合适的图象：
（1）将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是_____________。
（2）将（1）中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图象是 。
(Ⅱ)如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：
（1）甲烷燃料电池负极反应式是_________________________。
（2）乙装置中铁极的电极反应式为_______________________。
（3）检验石墨(C)极反应产物的方法是____________ _________。
（4）若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为________g。
(Ⅲ)Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的高效水处理剂，其电解制法如图所示。电解过程中，两极均有气体产生，Y极区域溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍澄清。查阅资料得知，高铁酸根离子(FeO
)在溶液中呈紫红色。
（1）电解过程中，X极区溶液的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
（2）电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O和_____ _____。
（3）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。
（4）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2。该电池正极发生的反应的电极反应式为____________________________。
【答案】(Ⅰ)（1）A(2分) （2）C(2分)
(Ⅱ)（1）CH4－8e－＋10OH－===CO
＋7H2O(2分)（2）2H2O+2e-═H2+2OH-(2分)
（3）将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气(或取阳极附近溶液滴加淀粉KI溶液，变蓝) (2分)（4）12.8(2分)
(Ⅲ)（1）增大(1分)（2）4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(2分)
（3）0.28(2分)（4）2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-(2分)
【解析】
试题分析：(Ⅰ)（1）等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，发生的反应为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，铜-铁-稀硫酸形成原电池，反应速率增大，反应用时少于b，但生成的氢气少也少于b，图象应为A；
（2）等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中放入少量的醋酸钠溶液，则醋酸钠和硫酸反应生成醋酸和硫酸钠，酸性减弱，所以速率减慢，但是氢离子的物质的量不变，所以反应产生氢气的量不变，故答案为C；
(Ⅱ)（1）燃料电池中，负极上投放燃料所以投放甲烷的电极是负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；
（2）甲中投放氧化剂的电极是正极，所以乙装置中石墨电极是阳极，Fe电极是阴极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极上发生得电子的还原反应，即2H2O+2e-═H2↑+2OH-；
（3）甲中投放氧化剂的电极是正极，所以乙装置中石墨电极是阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，检验的方法为将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气；
(Ⅲ)（1）电解过程中，X电极上电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以c(OH-)增大，溶液的pH增大；
（2）Y电极上还发生的反应为Fe失电子和氢氧根离子反应生成高铁酸根离子和水，电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，并且氢氧根离子失电子发生氧化反应，电极反应为：4OH--4e-═2H2O+O2↑；
（3）X电极收集的气体是氢气，n(H2)=
=0.03mol，Y电极析出氧气的物质的量=
=0.0075mol，根据转移电子相等得铁溶解的质量=
×56g/mol=0.28g；
（3）正极上高铁酸根离子得电子和水反应生成氧化铁和氢氧根离子，电极反应式为2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-。
【题目】根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项 | 实验操作和现象 | 结论 |
A | 向硝酸溶液中加入碳酸钠，有大量气泡产生 | 酸性：碳酸 > 硝酸 |
B、 | 向1mL 某溶液中，滴入2 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液，加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 | 某溶液中含NH4＋ |
C、 | 取5 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液，滴加5滴0.1 mol·L－1KI溶液，振荡，再加入5 mL CCl4,振荡，静置，取上层液体，向取出来的溶液中滴加KSCN溶液，显血红色。 | KI和FeCl3反应有一定的限度 |
D、 | 加热使冰化成液态水 | 分子内H－O键发生断裂 |
A. A B. B C. C D. D