题目内容

如图为电解装置，X、Y为电极材料，a为电解质溶液。

（1）若a为含有酚酞的KCl溶液，X为Fe，Y为石墨，电解一段时间后:
X电极附近可观察到的实验现象是                                               ；
写出Y电极的电极反应式                                                           。
（2）若要实现Cu  +H2SO4＝CuSO4+H2↑，
则Y电极材料是                                               ；
写出X电极的电极反应式                                        。
（3）若要利用该装置在铁制品表面镀上一层银，则a为                       ，反应前两电极的质量相等，反应后电极质量相差2.16g，则该过程理论上通过电流表的电子数为                           。
（4）若X、Y均为惰性电极，a为NaOH溶液，电解一段时间后，溶液的pH           （填“增大”“不变”“减小”），若要使溶液恢复原来的状态，可往溶液中加入                                        。

（1）电极表面产生气体，附近溶液变红    2分    2Cl- -2e-＝Cl2↑  2分
（2）Cu   （1分）          2H＋+2e-＝H2↑      2分
（3）AgNO3溶液 （1分）        0.01NA或6.02×1021      2分
（4）增大    H2O     各2分

解析试题分析：根据装置可知，该装置是电解池，Y电极与电源的正极相连，做阳极，X电极与电源的负极相连，做阴极。
（1）若a为含有酚酞的KCl溶液，X为Fe，Y为石墨，则阳极Y是溶液中的氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl- -2e-＝Cl2↑；X电极是溶液中的氢离子放电生成氢气，由于氢离子放电破坏了阴极周围水的电离平衡，所以阴极周围溶液中OH－浓度大于氢离子浓度，溶液显碱性，则X电极附近可观察到的实验现象是电极表面产生气体，附近溶液变红。
（2）根据反应式Cu  +H2SO4＝CuSO4+H2↑可知，铜失去电子，溶液中的氢离子得到电子，所以若要实现Cu  +H2SO4＝CuSO4+H2↑，则铜做阳极，因此Y电极材料是铜，X电极是阴极，溶液中的氢离子放电，电极反应式为2H＋+2e-＝H2↑。
（3）电镀时待镀金属做阴极，镀层金属做阳极，含有镀层金属离子的溶液做电镀液，所以若要利用该装置在铁制品表面镀上一层银，则a为硝酸银溶液。反应前两电极的质量相等，反应后电极质量相差2.16g，这说明阳极银有1.08g失去电子，而阴极有1.08g银析出，所以该过程理论上通过电流表的电子数为×6.02×1023/mol＝6.02×1021。
（4）若X、Y均为惰性电极，a为NaOH溶液，则阳极是溶液中的OH－放电，阴极是氢离子放电，这说明相当于是电解水，所以电解一段时间后，氢氧化钠的浓度增大，溶液的pH增大。由于相当于电解水，所以若要使溶液恢复原来的状态，可往溶液中加入水。
考点：考查电化学原理的有关应用、判断和计算

练习册系列答案
相关题目

如图甲、乙是电化学实验装置。

(1)若甲、乙两烧杯中均盛有饱和NaCl溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式为                                   ；
②乙中总反应的离子方程式为                                     ；
③将湿润的淀粉-KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为：                                   ；
(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。
①甲中铁棒上的电极反应式为：                                  ；
②如果起始时乙中盛有200 mL pH = 5的CuSO4溶液(25 ℃)，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入       (填写物质的化学式)    g。

如图所示，甲、乙两池电极材料都是铁棒和碳棒，请回答下列问题：

（1）若两池中均为CuSO4溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的______棒。
②乙池中阳极的电极反应式是_______________________。
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①甲池中碳极上电极反应式是________________________，乙池碳极上电极反应属于____________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
②将湿润的KI淀粉试纸放在乙池碳极附近，发现试纸变蓝，反应的化学方程式为_________。
③若乙池转移0.02 mol e－后停止实验，池中溶液体积是200 mL，则溶液混合匀后的pH＝___。

有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关流程如图所示(电极未标出)：

回答下列有关问题：
（1）通入空气的电极为                  (写电极名称)。燃料电池中阳离子的移动方向                     (“从左向右”或“从右向左”)。
（2）电解池中产生20 mol Cl2，理论上燃料电池中消耗                     mol O2。
（3）a、b、c的大小关系为：                    。
（4）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，该电池放电时正极反应式是                                         。

某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。

请回答：
I．用图1所示装置进行第一组实验。
（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu做电极的是      （填字母序号）。

A．铝B．石墨C．银D．铂
（2）N极发生反应的电极反应式为                                        。
（3）实验过程中，SO42-                  （填“从左向右”、“从右向左”或“不”）移动；滤纸上能观察到的现象有                                       。
II．用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根（FeO42-）在溶液中呈紫红色。
（4）电解过程中，X极区溶液的pH            （填“增大” 、“减小”或“不变”）。
（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe - 6e- + 8OH-＝FeO42- + 4H2O和4OH- - 4e-＝ 2H2O + O2↑ ， 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。
（6）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                                 。
（7）Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，其电解质溶液为 KOH 溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：____________________________。

氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：

依据上图，完成下列填空：
（1）与电源负极相连的电极附近，溶液pH值（选填：不变、升高或下降），与电源正极相连的电极叫    极，检验该极上产物的方法是                 。
（2）写出电解饱和食盐水的化学方程式                       。
（3）如果粗盐中SO含量较高，必须添加钡式剂除去SO，该钡试剂可以是（选填A.B.c，多选扣分）  
A．Ba(OH)2      B．Ba(NO3)2      C．BaCl2 
（4）判断钡试剂已经过量的方法是                                 。
（5）为有效除去Ca2+、Mg2+、SO，加入试剂的合理顺序为（选填a，b，c多选扣分）
A．先加NaOH溶液，后加Na2CO3溶液，再加钡试剂 
B．先加NaOH溶液，后加钡试剂，再加Na2CO3溶液   
C．先加钡试剂，后加NaOH溶液，再加Na2CO3溶液
（6）为检验精盐纯度，需配制150 mL0.2 mol/LNaCl（精盐）溶液，下图是该同学转移溶液的示意图，图中的错误是                                。

高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂，在实验室和医疗上有非常广泛的应用。以下是工业上用软锰矿（主要含MnO2）制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程：

（1）操作Ⅱ的名称是_______，实验室进行该操作须用到的玻璃仪器有      ；
（2）反应②的产物中，氧化产物与还原产物的物质的   量之比是______；
（3）反应②中“酸化”时不能选择下列酸中的______（填字母序号）
a．稀盐酸     b．稀硫酸      c．稀醋酸
（4）电解锰酸钾溶液也可以制备高锰酸钾，其阴极反应式为：2H2O + 2e- = 2OH- + H2↑，如图，b为电源的_______极，电解池的阳极反应式是_______；若电解过程中收集到2.24 L H2（标准状况），则得到高锰酸钾______g。（提示：阴离子放电顺序MnO42->OH-）

I.铝的阳极氧化能使铝的表面生成一层特别致密的氧化膜，该氧化膜不溶于稀硫酸，模拟该生产过程如下：
（1）把铝片浸入热的16%NaOH溶液中约半分钟左右洗去油污，除去表面的氧化膜，取出用水冲洗。写出除去氧化膜有关反应的离子方程式____________
（2）如图，组装好仪器，通电约25min。在阳极生成氧化铝，阴极产生气体。则该过程中阳极发生反应的电极式为______；该溶液pH的变化______(填:“增大”或“减小”或“不变”）

II现代社会对电池的需求越来越大，尤其足可充电的二次电池。
髙铁电池是一种新型可充电电池,总反应为：3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,该电池放电时正极材料的化学式是    其电极反应式是______，若电路中通过1.204×1023个电子时，负极质量变化为______g充电时,该电池的正极接直流电源的______(填“正极”或“负极”）。

纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的三种方法：

方法Ⅰ
 		用炭粉在高温条件下还原CuO
 
方法Ⅱ
 		电解法，反应为2Cu + H2O  Cu2O + H2↑。
 
方法Ⅲ
 		用肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2
 
 
（1）工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成        而使Cu2O产率降低。
（2）已知：2Cu(s)＋1/2O2(g)=Cu2O(s)   △H =-akJ·mol-1
C(s)＋1/2O2(g)=CO(g)      △H =-bkJ·mol-1
Cu(s)＋1/2O2(g)=CuO(s)    △H =-ckJ·mol-1
则方法Ⅰ发生的反应：2CuO(s)＋C(s)= Cu2O(s)＋CO(g)；△H =     kJ·mol-1。
（3）方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示，该电池的阳极生成Cu2O反应式为                。

（4）方法Ⅲ为加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2，该制法的化学方程式为            。
（5）在相同的密闭容器中，用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验：
水蒸气的浓度（mol/L）随时间t(min)变化如下表所示。
序号
 		温度
 		0
 		10
 		20
 		30
 		40
 		50
 
①
 		T1
 		0.050
 		0.0492
 		0.0486
 		0.0482
 		0.0480
 		0.0480
 
②
 		T1
 		0.050
 		0.0488
 		0.0484
 		0.0480
 		0.0480
 		0.0480
 
③
 		T2
 		0.10
 		0.094
 		0.090
 		0.090
 		0.090
 		0.090
 
下列叙述正确的是        （填字母代号）。
A．实验的温度T2小于T1
B．实验①前20 min的平均反应速率v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1 
C．实验②比实验①所用的催化剂催化效率高

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