题目内容

电解是最强有力的氧化还原手段，在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题：
(1)以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源，则阳极反应式为________，阴极反应式为________。
(2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是
_______(填序号)。

a．②区铜片上有气泡产生
b．③区铁片的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑
c．最先观察到变成红色的区域是②区
d．②区和④区中铜片的质量均不发生变化
(3)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH

实验室中，以一定浓度的乙醛－Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。
①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入________(填化学式)，电极反应式为________。电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mg/L的废水，可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后一位)。

(1)2Cu＋H2O－2e－=Cu2O＋2H＋　2H＋＋2e－=H2↑　(2)d　(3)①CH4　CH4－8e－＋10OH－=＋7H2O　不变　②1.9

解析

练习册系列答案
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Ⅰ．将铂丝插入KOH溶液中做电极，并在两极片上分别通入甲烷和氧气，形成一种燃料电池，在该电池反应中，甲烷发生类似于燃烧的反应，根据以上判断：
（1）通甲烷的铂丝为原电池的_______极，发生的电极反应为_______________。
（2）该电池工作时(放电)反应的总化学方程式为___________________________________。
Ⅱ．铅蓄电池是化学电源，它工作时的电池反应为：PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O；
试回答：
（3）铅蓄电池正极的电极材料是_____________。
（4）工作时该铅蓄电池负极的电极反应是_____________________。
（5）铅蓄电池工作时，电解质溶液的密度_______(填“减小”“增大”或“不变”，下同)，pH_______。
（6）如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取Cl2，当制得0．05molCl2时，在理论上电池内部消耗的H2SO4的物质的量是______________。

(27分)（1）现有如下两个反应：①NaOH + HCl =" NaCl" + H2O;②Fe +H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑
两反应中为放热反应的是      ，能设计成原电池的是       。（填序号）
（2）根据下图填空①电子从      片流出，溶液中H+向      片移动。

② 正极的现象是                                ，发生            反应（填写“氧化”或“还原”）。
③负极的电极方程式为                          
④ 若反应过程中有0.01mol电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为      L。
（3）写出电解氯化铜溶液时，阴极的电极反应方程式：                         。

在25 ℃时，用石墨电极电解2.0 L 2.5 mol·L－1CuSO4溶液，如有0.20 mol电子发生转移，请回答下列问题：
(1)阴极发生                                                          反应，
电极反应式为                                                            ；
(2)阳极发生                                                          反应，
电极反应式为                                                       ；
(3)电解后得到的铜的质量是       ，得到氧气的体积是       (标准状况)，溶液的pH是                                                                       ；
(4)如果用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差       ，电解液的pH                                                                       。

某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：

编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
①
Mg 、Al
稀盐酸
偏向Al
②
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
③
Al、石墨
稀盐酸
偏向石墨
④
Mg、Al
NaOH溶液
偏向Mg
⑤
Al、Zn
浓硝酸
偏向Al
 
根据上表中的实验现象完成下列问题：
(1)实验①、②中Al所作的电极是否相同？
答：____________________________________________
(2)写出实验③中的电极名称、电极反应式和电池总反应方程式。铝为(　　)______________________________
石墨为(　　)__________________________
电池总反应：__________________________
(3)实验④中的铝作________极。
(4)实验⑤中铝作________极。

(1)事实证明,原电池中发生的反应通常是放热反应。利用下列化学反应可以设计成原电池的是　　　　。 
A.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH>0
B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH<0
C.2H2(g) +O2(g)2H2O(l)　ΔH<0
D.CaCO3(s)+2HCl(aq)CaCl2(aq)+H2O(l)+CO2(g)　ΔH<0
E.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH<0
(2)有A、B、C、D四种金属,将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化,如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。据此判断A、B、C、D的活动性由强到弱的顺序是　　　　。 

将1 L含有0.4 mol CuSO4和0.2 mol NaCl 的水溶液用惰性电极电解一段时间后。
(1)若在一个电极上得到0.1 mol Cu，另一电极上析出气体(在标准状况下)的体积是________ L。
(2)若在一个电极上恰好得到0.4 mol Cu，另一电极上再析出气体(在标准状况下)的体积是________ L。

氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程如示意图所示，完成下列填空：

(1)在电解过程中，与电源负极相连的电极上的电极反应式为________________，若检验与电源正极相连的电极上的气体产物，实验室中通常选用的化学试剂是________________________________。
(2)工业食盐含Ca2＋、Mg2＋等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为________________。
(3)如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是________。(选填a、b、c)。
a．Ba(OH)2    b．Ba(NO3)2   c．BaCl2
(4)为了有效地除去Ca2＋、Mg2＋、SO42-，加入试剂的合理顺序为_______(选填a、b、c)。
a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过________、冷却________、(填写操作名称)除去NaCl。

利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：
（1）实验原理：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。
（2）实验用品：电极________、________、稀硫酸、________（填写所缺的实验用品）、耳机（或者电流计）。

（3）实验装置：
（4）原电池设计及注意的问题。
①按如图所示连接好实验仪器，注意观察（耳朵听）耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极（注意：接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的），这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。其原因是：在原电池中，由化学能转化为________。
②如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的______
极，电极反应是________________；另一极应该接电流计的________极，电极发生了________反应（“氧化”或“还原”）。

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