题目内容

某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。

(1)X极与电源的       (填“正”或“负”)极相连，氢气从       (选填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出。
(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则M为       (填“阴离子”或“阳离子”，下同)交换膜，N为       交换膜。
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的电极反应式为                                                        。
(4)若在标准状况下，制得11.2 L氢气，则生成硫酸的质量是       ，转移的电子数为       。

(1)正　C　(2)阴离子　阳离子　(3)H2－2e－＋2OH－=2H2O　(4)49g　6.02×1023

解析

练习册系列答案
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（9分）锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiCIO4。溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。

回答下列问题：
（1）外电路的电流方向是由____极流向____极。（填字母）
（2）电池正极反应式为____。
（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？____（填“是”或“否”），原因是____________。
（4）MnO2可与KOH和KClO3，在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_______________。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为___________。

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氧化钠辖液电解实验，如图所示。

回答下列问题：
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为                、               。[来源:学科网ZXXK]
(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是     ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为                ；
(3)若每个电池甲烷通如量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为        (法拉第常数F=9.65×l04C · mol-1列式计算)，最多能产生的氯气体积为   L(标准状况)。

可以将氧化还原反应2H2+O22H2O设计成原电池。
(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,则负极通的气体应是　　　　　　　,正极通的气体就是　　　　,电极反应为:正极　　　　　　　,负极　　　　　　　　。 
(2)如果把KOH改为稀硫酸作电解质,则电极反应为:正极:　　　　　　,负极:　　　　　　　　。 
(3)(1)和(2)的电解质溶液不同,反应进行后,其溶液的pH各有何变化?　　　　　　　　　　。 
(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质溶液,则电极反应为:正极:　　　　　　　　　　,负极:　　　　　　　　　　。 

如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。

(1)①当电解质溶液为稀硫酸时，Fe电极是     (填“正”或“负”)极，其电极反应式为
                                                  。
②当电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极是     (填“正”或“负”)极，其电极反应式为                               。
(2)若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则Fe电极是     (填“正”或“负”)极，其电极反应式为                       。

如图所示，用石墨电极电解氯化铜溶液。查阅资料可知，CuCl42—显黄色，氯化铜溶液显蓝绿色或黄绿色；向体积相同浓度分别为0.01 mol/L、0.05 mol/L、0.1 mol/L、0.5 mol/L的氯化铜溶液中加入NaCl至饱和，对比发现，溶液的颜色由黄绿色向蓝绿色转变。

请回答下列问题：
(1)阳极上的气体呈________色，检验该气体可用________________。
(2)写出电解的离子方程式：________________。
(3)实验时，装置中阴极溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色，原因是________。
(4)取出阴极的石墨棒，发现表面有浅蓝色固体，试设计实验探究此浅蓝色固体的成分：
____________________________________________________。
(5)为什么要设计连接后面的装置？
______________________________________________________________

市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会发现有大量铁锈存在。
(1)“热敷袋”放出的热量是利用铁发生了   反应放出热量。
(2)炭粉的主要作用是                       。
(3)加入氯化钠的主要作用是                   。
(4)木屑的作用是                                  。

甲、乙的实验装置如图所示，丙、丁分别是氯碱工业生产示意图和制备金属钛的示意图。

请回答下列问题：
(1)写出甲装置中碳棒表面的电极反应式：_________________________
(2)已知：5Cl2＋I2＋6H2O=10HCl＋2HIO3。若将湿润的淀粉­KI试纸置于乙装置中的碳棒附近，现象为________________________________；若乙装置中转移0.02 mol电子后停止实验，烧杯中溶液的体积为200 mL，则此时溶液的pH＝________。(室温条件下，且不考虑电解产物的相互反应)
(3)工业上经常用到离子交换膜，离子交换膜有阳离子交换膜和阴离子交换膜两种，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。当乙装置中的反应用于工业生产时，为了阻止两极产物之间的反应，通常用如丙图所示的装置，Na＋的移动方向如图中标注，则H2的出口是________(填“C”、“D”、“E”或“F”)；________(填“能”或“不能”)将阳离子交换膜换成阴离子交换膜。
(4)研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaO作电解质，利用丁装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。
①写出阳极的电极反应式：_____________________________________。
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是(请结合化学用语解释)____________________________________ __。
③电解过程中需定期更换阳极材料的原因是
___________________ __________________________________________

下图是两座工厂的主要生产流程以及它们之间的生产关系

回答下列问题：
（1）与上图中“设备A”的作用相当的实验装置是        。

（2）“溶液B”也可以用下列物质中的什么物质代替？     。
a．KAl(SO4)2·12H2O      b.ClO2        c.大量O3      d.K2Cr2O7       e.活性炭
（3）聚氯化铝在生产过程中作       剂，其作用是             ，可用离子方程式表示其化学原理如下（用Al3+代表聚氯化铝）：                       。
（4）上图中下方的工厂主要生产两种气体和一种常见强碱，通常称为         工业。
（5）加入“三种试剂”主要是为了除去粗食盐水中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，按加入的先后次序写出化学式                            。
（6）制取“溶液B”的方法现在已作了改进，其原理图，用离子方程式表示该装置中发生的反应：                      。

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