题目内容

工业上采用的一种污水处理方法如下:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某科研小组用该原理处理污水,设计装置示意图如图所示。

(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时应向污水中加入适量的　　　　。 
a.H2SO4　b.CH3CH2OH　c.Na2SO4
d.NaOH　e.BaSO4
(2)电解池阳极实际发生了两个电极反应,其中一个反应生成一种无色气体,则阳极的电极反应式分别是Ⅰ.　　　　　　　;Ⅱ.　　　　　　　。 
(3)该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料作电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环(见上图)。A物质的化学式是　　　　　　　　。 
(4)已知燃料电池中有1.6 g CH4参加反应,则C电极理论上生成气体　　　 L(标准状况)。 

(1)c　(2)Fe-2e-Fe2+　4OH--4e-O2↑+2H2O　(3)CO2　(4)8.96

解析

练习册系列答案
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为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如下图：

回答下列问题：
（1）根据原电池原理填写下表：

装置序号
正极
负极反应式
阳离子移动方向
甲
 
 
 
乙
 
 
 
丙
 
 
 
丁
 
 
 
戊
 
 
 
 
（2）电极类型除与电极材料的性质有关外，还与________有关。
（3）根据上述电池分析，负极材料是否一定参加电极反应？_____
（填“是”“否”或“不一定”），请举例说明：__________________________________________。
（4）指出下列电池的放电过程中，电解质溶液酸碱性的变化：甲_______，丙_______，戊_______。（填酸性或碱性增强或减弱）

（1）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2该电池反应的化学方程式是________。
（2）化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化学法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO的原理如图所示。

①电源正极为__________（填A或B），阴极反应式为________________________。
②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（Δm左－Δm右）为__________克。
（3）能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4（aq），FeSO4（aq），CuSO4（aq）；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图（见图），并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。

②以铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极__________。
③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是_________________________________________________________________。
④根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在所给的材料中应选__________作阳极。

新型锂离子电池材料Li2MSiO4(M为Fe，Co，Mn，Cu等)是一种发展潜力很大的电池电极材料。工业制备Li2MSiO4有两种方法。
方法一：固相法，2Li2SiO3＋FeSO4Li2FeSiO4＋Li2SO4＋SiO2。
方法二：溶胶－凝胶法，CH3COOLi、Fe(NO3)3、Si(OC2H5)4等试剂胶体干凝胶Li2FeSiO4。
(1)固相法中制备Li2FeSiO4过程采用惰性气体气氛，其原因是____________________________________________________。
(2)溶胶­凝胶法中，检查溶液中有胶体生成的方法是________；生产中，生成1 mol Li2FeSiO4整个过程转移电子的物质的量为________mol。
(3)以Li2FeSiO4和嵌有Li的石墨为电极材料，含锂的导电固体作电解质，构成电池的总反应式为Li＋LiFeSiO4Li2FeSiO4，则该电池的负极是________；充电时，阳极反应的电极反应式为________。
(4)使用(3)组装的电池必须先________。

工业上采用的一种污水处理方法是：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。某科研小组用此法处理污水，设计装置示意图，如图所示。

（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的________。

A．BaSO4B．CH3CH2OHC．Na2SO4D．NaOH
（2）电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是：
①___________________________________________________；
②___________________________________________________。
（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是__________            ____。
（4）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32－－8e－=5CO2+2H2O。则正极的电极反应是                       。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是_________。

下图是一个化学过程的示意图，回答下列问题：

（1）甲池是          装置，电极A的名称是           。
（2）甲装置中通入CH4的电极反应式为               ，乙装置中B(Ag)的电极反应式为           ，丙装置中D极的产物是                        （写化学式），
（3）一段时间，当丙池中产生112mL（标准状况下）气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在25℃ 时的pH =__________。（已知：NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500 mL）。
若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入             （写化学式）。

蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2 + Fe + 2H2OFe(OH)2 + Ni(OH)2。
（1）若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是      （填序号）。

A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2
（2）用此蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了0.02 mole-，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题。
①电解M(NO3)x溶液时某一电极增加了g M，则金属M的相对原子质量为         （用含“、x”的表达式表示）。
②电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是          ；将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的PH=          。

A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na＋、Ag＋、NO3-、SO42-、Cl-，在如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8克。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：

(1)M为电源的　 　极(填写“正”或“负”)，甲、乙两个烧杯中的电解质分别为　　   、　   (填写化学式)。
(2)计算电极f上生成的气体在标准状况下体积为　　    L。
(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式：                                     。
(4)若电解后甲溶液的体积为10L，则该溶液的pH为　      。

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                ，
则B电极反应式为______________________。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                  。

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