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－1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－=CO32-＋7H2O　不变　②1.9

解析

练习册系列答案
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根据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示，其中盐桥为琼胶­饱和KNO3盐桥。请回答下列问题。                     (　　)

(1)电极X的材料是________，电解质溶液Y是________。
(2)银电极为电池的________极，写出两电极的电极反应式：
银电极：_________________________________________________；
X电极：___________________________________________________。
(3)外电路中，电子是从________电极流向________电极。

钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大 量 资金．请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题．

（1）钢铁的电化学腐蚀原理，在酸性环境中发生析氢腐蚀，在中性或碱性环境中发生吸氧腐蚀。
①分别写出图1中铁电极和石墨电极的电极反应式：
                           ，                            。
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图1虚线框内所示
位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。
③写出修改后石墨电极的电极反应式                。
（2）工业上常用盐酸除去铁锈．现将一生锈的铁片放入盐酸中，溶液中可能发生的化学反应的化学方程式有                                  。
（3）在实际生产中，可在铁制品的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置示意如图2：
①A电极对应的金属是（写元素名称）      ，B电极的电极反应式是                   ，
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为      mol 。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因         。

第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。
(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为：H2+2NiOOH2Ni(OH)2

根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH        (填“增大”、“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为              。
(2)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图的电解装置制取，电解总反应为：2Cu＋H2OCu2O+H2↑

阴极的电极反应式是                 。
用镍氢电池作为电源进行电解，当蓄电池中有1 mol H2被消耗时，Cu2O的理论产量为 g。
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的        腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的    (填“正”或“负”)极相连。

电解法在金属精炼、保护环境、处理废水中起着十分重要的作用。
（1）下图为电解精炼银的示意图，________（填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为________________________。

AgNO3—HNO3溶液
（2）电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72-）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr（OH）3形式除去。回答下列问题：
①写出电极反应式：阴极________________，阳极________________。
②当生成1 mol Cr（OH）3时，电路中转移电子的物质的量至少为________mol。
③电解过程中有Fe（OH）3沉淀生成，原因是_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
（3）电解降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电解降解NO3-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________g。

对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：

①碱洗的目的是洗去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时候常有气泡冒出，原因是　　       　　　　 （用离子方程式表示）。
为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的　　　　 。
a．NH3　　　　 b．CO2 　　　　　c． NaOH　　　 　　d．HNO3
②以铝材为阳极，在过量的H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为　　　                    。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，原因是 　　　　　　             　 ；　　　　　　                      （用离子方程式表示）。

（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是                  
（3）利用下面的装置，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　 　处。
若X为锌，开光K置于M处，该电化学防护法称为　　　　　　　　　　　　　　　 。

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(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的开关K时，观察到电流计的指针发生了偏转。

　　　　    　甲池　　　　　　乙池　　　　　　丙池
请回答下列问题：
(1)甲、乙、丙三池中为原电池的是________(填“甲池”“乙池”或“丙池”)。
(2)丙池中F电极为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，该池的总反应式为__________________________________________________。
(3)当乙池中C电极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况)。
(4)一段时间后，断开开关K。下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是________(填选项字母)。

A．Cu　　　　　　 B．CuO C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3

某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解池原理进行实验探究。
             
图1                                                                                        图2
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作电极的是　　　(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为　。 
(3)实验过程中,S　　　　　　(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(Fe)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-Fe+4H2O和　　　　　　。 
(6)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下的气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少　　　　　 g。 
(7)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:
2K2FeO4+3ZnFe2O3+ZnO+2K2ZnO2
该电池正极发生的反应的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

某课外活动小组同学用如图装置进行实验,试回答下列问题。

（1）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为              ,总反应的离子方程式为                 。
有关上述实验,下列说法正确的是(填序号)                。
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B极产生2．24 L气体,则溶液中转移0．2 mol电子
（2）上述实验反应一小段时间后，再把开关K与a连接,则B极的电极反应式为               。
（3）该小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,则可以设想用如下图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为             。此时通过阴离子交换膜的离子数     (填”大于”或”小于”或”等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钾溶液从出口       (填写“A”、“B”、“C”、“D”)导出。
③通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因                        。
④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,则电池正极的电极反应式为                       。
⑤燃料电池所用燃料可以是氢气,也可以是其他燃料,如甲醇、肼等。液态肼（分子式N2H4)可以在氟气中燃烧生成氮气和氟化氢。利用肼、氟气与KOH溶液组成碱性燃料电池,请写出该电池负极的电极反应式:?     ?                                 ．

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