题目内容

10．如下图装置所示，是用氢氧燃料电池乙进行的某电解实验：


（1）在电池乙工作时：
①若用固体Ca（HSO4）2为电解质传递H+，则电子由a极流出，H+向b极移动．（填“a”或“b”）
②b极上的电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O．
③外电路中，每转移0.1mol电子，在a极消耗1.12L的H2（标准状况下）．
（2）若电解池甲中X、Y都是惰性电极，电解液W是滴有酚酞的饱和NaCI溶液，则工作时：①X极上的电极反应式是2H++2e-=H2↑．
在X极附近观察到的现象是溶液变红．
②检验Y电极上气体产物的方法是用润湿的KI淀粉试纸接近Y极气体产物，试纸变蓝
证明产生Cl2．
③若甲中其它条件均不改变，只将电极Y换成铁棒，可以制取Fe（OH）2沉淀（填化学式）．

分析 （1）右边装置是氢氧燃料电池，所以是原电池，原电池放电时，燃料失电子发生氧化反应，所以投放燃料的电极a为负极，投放氧化剂的电极b为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，由于电解质溶液呈酸性，负极反应为：H2-2e-═2H+，正极反应为：O2+4e-+4H+═2H2O；结合电子与氢气的关系计算；
（2）若电解池甲中X、Y都是惰性电极，电解液W是滴有酚酞的饱和NaCl溶液，X为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时还生成氢氧根离子，Y为阳极，阳极上氯离子得电子生成氯气，氯气能把KI氧化为单质碘；若甲中其它条件均不改变，只将电极Y换成铁棒，则Fe失电子生成亚铁离子，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时还生成氢氧根离子，据此分析．

解答 解：（1）右边装置是氢氧燃料电池，所以是原电池，原电池放电时，燃料失电子发生氧化反应，所以投放燃料的电极为负极，投放氧气的电极为正极，正极上氧化剂得电子发生还原反应，由于电解质溶液呈酸性，负极反应为：H2-2e-═2H+，正极反应为：O2+4e-+4H+═2H2O；电池总反应为2H2+O2═2H2O，
①a为负极，b为正极，电子从负极流向正极，即电子由a流出，氢离子向正极b移动；
故答案为：a；b；
②b为正极，正极上氧气得电子生成水，正极反应为：O2+4e-+4H+═2H2O；故答案为：O2+4e-+4H+═2H2O；
③a极反应为：H2-2e-═2H+，每转移0.1mol电子，在a极消耗氢气为0.05mol，其体积在标准状况下为1.12L；
故答案为：1.12；
（2）若电解池甲中X、Y都是惰性电极，电解液W是滴有酚酞的饱和NaCl溶液，X为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时还生成氢氧根离子，Y为阳极，阳极上氯离子得电子生成氯气，氯气能把KI氧化为单质碘；
①X为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，X极上的电极反应式是2H++2e-=H2↑；同时还生成氢氧根离子，因此X极附近溶液变红；
故答案为：2H++2e-=H2↑；溶液变红；
②Y为阳极，阳极上氯离子得电子生成氯气，氯气能把KI氧化为单质碘，单质碘能使淀粉变蓝色，所以用润湿的KI淀粉试纸接近Y极气体产物，试纸变蓝，说明产生氯气；
故答案为：用润湿的KI淀粉试纸接近Y极气体产物，试纸变蓝，证明产生Cl2；
③若甲中其它条件均不改变，只将电极Y换成铁棒，则Fe失电子生成亚铁离子，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时还生成氢氧根离子，亚铁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁；
故答案为：Fe（OH）2．

点评 本题考查原电池和电解池，侧重反应原理的考查，考查点较全面细致，注重学生基础知识和基本能力的考查，明确计算中的电子守恒及电极反应，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法不正确的是（　　）
A．18gH218O与D2O的混合物中所含中子数为9NA
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1．能正确表示下列反应的离子方程式是（　　）
A．Fe3O4溶于足量稀HNO3：Fe3O4+8H+═Fe2++2Fe3++4H2O
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18．在一定温度下，容积一定的密闭容器中，下列叙述是可逆反应2A（g）+3B（s）?2C（g）达到平衡的标志的是（　　）
A．单位时间内2amol A生成，同时生成3amol B
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5．神州宇宙飞行器中，每个宇航员平均每天需要消耗0.9kgO2，呼出1.0kgCO2，为保持飞船内空气的成分稳定，科学家进行了大量的科学探索，有的科学家根据电化原理设计了飞船内空气更新实验系统，该系统结构示意如图：
（1）管道①的作用是将飞船座舱中含CO2的空气通入“电化学CO2处理系统”的N极室，通过该电极反应可以使CO2不断被吸收，则N极为正极（填“正”或“负”），其电极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-，其电极产物吸收CO2后形成的阴离子会通过隔膜进入M极室，与M极上产生的产物反应又生成CO2．从电解质溶液中释放出来，并保持系统内pH不变．M电极反应式为H2+2e-=2H+．
（2）管道②的作用是将处理后的空气混入“电解水系统产生的新鲜氧气”，然后通入飞船座舱内供宇航员呼吸．在电解水系统中，Y为阴极（填“阴”或“阳”），X极的电极反应式4OH--4e-=2H2O+O2↑（或2H2O-4e-=4H++O2↑）．
15．银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故．根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去．下列说法正确的是（　　）
A．处理过程中银器一直保持恒重
B．银器为正极，Ag2S被氧化生成单质银
C．该过程中总反应为2Al+3Ag2S═6Ag+Al2S3
D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色Ag
2．如图所示装置中，甲，乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00% 的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极．接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.99%，乙中c电极质量增加，据此回答问题：
（1）电源的M端为负极
（2）电极b 上发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑
（3）电极a上生成的气体在标状况下的体积5.6L
（4）电极c的质量变化是32g．
19．水处理技术在生产、生活中应用广泛，对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施．
（1）具有永久硬度的水在软化时可采取的方法有bc（填选项字母）．
a．加热法b．药剂法c．离子交换法
（2）用石灰纯碱法软化硬水时，加入石灰的作用是d（填选项字母）．
a．只能降低水中的永久硬度
b．能同时降低水中的永久硬度和暂时硬度
c．可把部分Ca2+所形成的硬度转变为Mg2+形成的硬度
d．可把部分Mg2+所形成的硬度转变为Ca2+形成的硬度
（3）生活用水必须保证安全，自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行杀菌消毒、混凝沉淀、过滤等工艺处理，这三项处理的正确顺序是混凝沉淀→过滤→杀菌消毒．
（4）高铁酸钠（Na2Fe04）是一种新型饮用水消毒剂，某研究小组的同学设计了用工业废铁屑（含铜、碳、硅等）制取高铁酸钠的工艺流程如图所示，其中使用到X、Y、Z等含铁化合物．

①废铁屑中加入Na2CO3热溶液的目的为清洗废铁屑表面的油污．
②X转化为Y的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O．
③Cl2将Z氧化为Na2FO4 的化学方程式为10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O．
④高铁酸钠消毒后的还原产物具有净水作用，其净水原理为高铁酸盐在杀菌消毒时，本身被还原成Fe3+，Fe3+易水解生成Fe（OH）3，具有胶体的性质，可吸附水中的悬浮杂质，而起到净化水的作用．
⑤工业上还可用电化学法制备高铁酸钠：采用铁片作阳极，浓NaOH溶液作为电解质溶液．阳极的电极反应式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O．
20．水是我们最常见的一种溶剂．关于下列几种“水”溶液说法中正确的是（　　）
A．双氧水被称为绿色氧化剂，是因为其还原产物通常为O2，对环境没有污染
B．王水是浓硫酸和浓硝酸按体积比3：1配成的混合物，可以溶解Au、Pt
C．氨水显弱碱性，浓度越大密度越大
D．新制备的氯水中存在三种分子，四种离子

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