工业上生产氯气常用电解槽中电解饱和食盐水.为了避免电解产物之间发生反应.常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分.下图为电解槽的示意图.(1)这种阳离子交换膜.只允许溶液中的通过.①H2 ②Cl2 ③H+ ④Cl- ⑤Na+ ⑥OH-(2)写出在电解过程中发生的电极方程式阳极: .(3)已知某电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10kg.每小时能收集到� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

工业上生产氯气常用电解槽中电解饱和食盐水，为了避免电解产物之间发生反应，常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分。下图（左图）为电解槽的示意图。

（1）这种阳离子交换膜，只允许溶液中的            通过。（填下列微粒的编号）
①H₂  ②Cl₂  ③H⁺ ④Cl^－  ⑤Na⁺ ⑥OH^－
（2）写出在电解过程中发生的电极方程式阳极：                             。
（3）已知某电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10kg，每小时能收集到标况下的氢气896L，而且两边的水不能自由流通。则理论上计算，电解后流出的氢氧化钠溶液的质量分数为                             。
（4）某化学课外兴趣小组设计了用电解法制取乙醇钠的工业方法，所用的电解槽如上右图所示，设计要求：①所用的交换膜不能让分子自由通过；②电解过程中消耗的原料是氢氧化钠和乙醇。回答下列问题：
①写出在电解过程中发生的电极方程式
阴极：                                      。
②最后从乙醇钠的乙醇溶液中分离得到纯净乙醇钠固体的方法是：           。

（1）③⑤（3分）（2）阳极；2Cl^－－2e^－=Cl₂（3分）（3）35.7%（3分）
（4）①阴极：2CH₃CH₂OH+2e^－=2CH₃CH₂O^－+H₂（3分）②蒸发结晶（3分）

解析试题分析：（1）阳离子交换膜只允许阳离子钠离子、氢离子通过，而阴离子和分子均不能通过，故答案为：③⑤。
（2）电解池中和电源的正极相连的是电解池的阳极，阳极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑。
（3）氢气的物质的量=896L÷22.4L/mol=40mol，质量为40mol×2g/mol=80g，根据电解方程式：2NaCl+2H₂O 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，可得生成的NaOH为：m(NaOH)=2×40mol×40g/mol=3200g，溶液增加的质量为增加的钠元素的质量减去生成氢气的质量，为：2×40mol×23g/mol-80g=1760g；溶液中溶质氢氧化钠的质量为10000g×10%+3200g=4200g，溶液的质量为10000g+1760g=11760g，电解后流出的氢氧化钠溶液的质量分数=4200g÷11760g×100%=35.7%。
（4）①电解池中和电源的负极相连的是电解池的阴极，阴极上乙醇得电子发生还原反应，即2CH₃CH₂OH+2e^-=2CH₃CH₂O^-+H₂↑。
②从溶液中析出溶质的方法是蒸发结晶，故答案为：蒸发结晶．
考点：本题考查电解原理，物质的分离、提纯和除杂、电解方程式的书写及相关计算。

练习册系列答案

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海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5~8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表:

成分	Na⁺	K⁺	Ca²⁺	Mg²⁺	Cl^-	S	HC
含量/(mg·L^-1)	9 360	83	200	1 100	16 000	1 200	118

(1)海水显弱碱性的原因是(用离子方程式表示):　　　　　　　　　　　,该海水中Ca²⁺的物质的量浓度为　　　　　 mol·L^-1。
(2)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。

电渗析原理示意图
①阴极的电极反应为　　　　　　　　　　。
②电解一段时间,阴极区会产生水垢,其成分为CaCO₃和Mg(OH)₂,写出生成CaCO₃的离子方程式:　　　　　　　　　　。
③淡水的出口为a、b、c中的　　　　出口。

钠及其化合物具有广泛的用途。
（1）工业上可利用反应Na（1）+ KCl（1）        K（g）+ NaCl（1）来治炼金属钾，此反应利用了钠的还原性及___ _____，
写出钠与TiCl₄反应冶炼Ti的化学方程式______________         _______。
（2）用Na2CO3熔融盐作电解质，CO、O₂为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破。该电池示意图如图：

负极电极反应式为________________，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。A物质的化学式为______________。
（3）Li-SOCl₂电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是
LiAlCl₄－SOCl₂。电池的总反应可表示为: 4Li + 2SOCl₂＝4LiCl + S + SO₂。
请回答下列问题：
①电池的负极材料为           ，发生的电极反应为                        ；
②电池正极发生的电极反应为                                              ；

（Ⅰ）某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：

(1)甲装置的名称是____________ (填“原电池”或“电解池”)。
(2) 写出电极反应式： Pt极                                ；当甲中产生0.1 mol气体时，乙中析出铜的质量应为______________。
(3)若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，电键闭合一段时间后，乙中溶液的颜色___________（填“变深”、“变浅”或“无变化”）。
（Ⅱ）燃料电池是燃料（如CO、H₂、CH₄等）跟O₂（或空气）反应，将化学能转化为电能的装置。对于以强碱为电解质的CH₄燃料电池，负极电极反应式为：                                      ，随着放电的进行，溶液的pH            （填“变大”“变小”或“不变”）。
（Ⅲ）由Cu²⁺、Cl^-、Na⁺、SO₄^2-四种离子中的两种离子组成的电解质溶液若干种，可选用铜电极、铂电极进行电解实验。
(1)要使电解过程中溶质的组成和质量不变，而该稀溶液的浓度增大，又无浑浊，应以_______为阳极电解          溶液，阳极电极反应式为                         。
(2)以铂作阳极电解            溶液时，溶液的碱性有明显增强，且溶液保澄清，电解的总反应式为                                                     。

（1）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是            。(填字母)
A．C(s)+CO₂(g)="2CO(g)" △H>0
B．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H₂O(1) △H<0
C．2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(1)△H<0
（2）以KOH溶液为电解质溶液，依据（1）中所选反应设计一个原电池，     其正极的电极反应式为：                。
（3）利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于     （填M或者N）处，此时溶液中的阴离子向         极(填X或铁)移动。若X为锌，开光K置于M处，该电化学防护法称为：            。

如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题：

(1)打开K₂，闭合K₁，B为_______极，A的电极反应为_____，最终可观察到的现象是      。
(2)打开K₁，闭合K₂，E为_______极，检验F极产生气体的方法是                     。该装置中发生反应的化学方程式为_________。
(3)若往U型管中滴加酚酞，进行(1)、(2)操作时，       极周围能变红（填A、B、E、或F）。
（4）若电源选用燃料电池，结构如下图，以熔融碳酸盐为电解质（非水溶济，能够传导CO₃^2-），电池工作时电解质组成保持稳定，通入甲烷的电极为________极，请写出正极反应的方程式         ，若在标况下消耗11.2L的甲烷，电解NaCl溶液产生的H₂的物质的量为        mol（假设燃料电池能量转化率为75%）。

某厂废水中含量金属Cr³⁺（含有少量Fe³⁺、Cu²⁺）。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到重铬酸钾。某含铬废水处理的主要流程如图所示：

已知：①沉淀完全，而在pH≥3.2时
Fe（OH）₃沉淀完全。
②CrO^2—₄在酸性环境中发生：
回答下列问题：
（1）滤渣的成分是        。（写化学式）
（2）写出第③步反应的离子方程式           。
（3）分离出含[Cr（OH）₄]^—的溶液需要的玻璃仪器有             。
（4）目前一种采用以铬酸钾为原料，电化学法制备重要铬酸钾的实验装置示意图如下：

电解一段时间后，测定阳极液中K元素和Cr元素的含量，若K元素与Cr元素的物质的量之比为d，则此时的铬酸钾的转化率为         。

根据组成原电池的条件，试以反应：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu设计一个原电池，画出示意图并标出原电池的正、负极和电子的流向（画在下面方框中），写出电极反应式。
供选用的电解质溶液有：稀硫酸、硫酸铜溶液、氯化铜溶液。
供选用的电极材料有：锌片、铜片、铁片、石墨。
电极材料及电极反应式：
负极材料：             ，电极反应式：
正极材料：             ，电极反应式：
电解质溶液：                 。

（6分）由Zn—Cu—H₂SO₄组成的原电池，工作一段时间后，锌片的质量减少了6．5g。求：
（1）原电池生成氢气_______L（标准状况）。
（2）已知：1mol氢气完全燃烧放出285．8kJ的热量。将（1）中获得的氢气燃烧，可以得到_________kJ的热量。
（3）若起始时刻两电极质量相等，将电解质溶液改为硫酸铜溶液，当电池输出相同的电量时，电池两极的质量差为__________g。

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