题目内容

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　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(1)A　 (2)2H++2e-H2↑(或2H2O+2e-H2↑+2OH-)
(3)从右向左　滤纸上M极附近有红褐色斑点产生(答出“红褐色斑点”或“红褐色沉淀”即可)
(4)增大　(5)4OH--4e-2H2O+O2↑
(6)0.28　(7)2Fe+6e-+5H2OFe2O3+10OH-

解析

练习册系列答案
相关题目

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”）。

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）。

（14分）工业上用某矿渣（含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2）提取铜的操作流程如下：

已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O
（1）实验操作Ⅰ的名称为________；在空气中灼烧固体混合物D时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有________（填仪器名称）。
（2）滤液A中铁元素的存在形式为________（填离子符号），生成该离子的离子方程式为_______________________________________________
________，检验滤液A中存在该离子的试剂为________（填试剂名称）。
（3）金属单质E与固体混合物F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为_____________________________________________________。
（4）常温下，等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中，由水电离出的c（OH－）前者为后者的108倍。则两种溶液的pH＝________。
（5）①利用电解法进行粗铜精炼时，下列叙述正确的是________（填代号）。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．精铜作阴极，电解后电解液中Cu2＋浓度减小
d．粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系
②从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂，测定粗铜样品中金属铜的质量分数，涉及的主要步骤：称取一定质量的样品→______________→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。（填缺少的操作步骤，不必描述操作过程的细节）

Ⅰ.合理饮食和正确用药，是人体健康的重要保证。
现有下列五种物质A食盐；B小苏打；C苹果汁；D葡萄糖；E青霉素，请按下列要求填空(填序号)。
富含维生素C的是          ，可直接进入血液，补充能量的是           ，应用最广泛的抗生素之一的是          ，既可作为疏松剂，又可治疗胃酸过多的是          ，食用过多会引起血压升高、肾脏受损的          。
Ⅱ.钢铁的生产与使用是人类文明和生活进步的一个重要标志。
（1）写出工业上用赤铁矿炼铁的主要化学反应方程式：                        。
（2）炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl）,第二天便会因腐蚀出现红褐色锈斑。试回答：
①铁锅的腐蚀主要是由          （填化学或电化学）腐蚀造成的。形成的铁锈的主要成分是       。
②为防止轮船的船体在海水中腐蚀，一般在船身连接           （填“锌块”或“铜块”）。
Ⅲ.材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础，合理使用材料可以改善我们的生活。
（1）体育场馆建设需大量建筑材料。下列材料不属于硅酸盐材料的是          （填字母）。
A．石灰石           B．水泥               C．玻璃
（2）在下列材料中，属于无机非金属材料的是    (填字母)。属于塑料制品的是     。
A．涤纶　　　　  B．聚氯乙烯塑料　　C．氮化硅陶瓷         D．玻璃钢
（3）下列有关合金性质的说法正确的是          （填字母）。
A．合金的熔点一般比它的成分金属高
B．合金的硬度一般比它的成分金属低
C．组成合金的元素种类相同，合金的性能就一定相同
D．合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械性能
（4）合成塑料、合成橡胶和          是常说的三大合成材料。

如下图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。

①写出（3）中的电极反应：Fe：      、        Zn：          。
②比较（1）、（2）、（3）中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是            （填序号）。

以黄铜矿精矿为原料，制取金属铜的工艺如下所示：

Ⅰ．将黄铜矿精矿（主要成分为CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3）粉碎。
Ⅱ．采用如图所示装置进行电化学浸出实验。将精选黄铜矿粉加入电解槽的阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解。在阴极区通入氧气，并加入少量催化剂。
Ⅲ．一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应：2RH(有机相)+Cu2+(水相)R2Cu(有机相)+2H＋(水相)分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu2+得以再生。   Ⅳ．电解硫酸铜溶液制得金属铜。
（1）黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：CuFeS2 + 4H+＝Cu2+ + Fe2+ + 2H2S↑    2Fe3+ + H2S＝2Fe2+ + S↓+ 2H+ ，阳极区硫酸铁的主要作用是                                   。（2）阴极区，电极上开始时有大量气泡产生，后有红色固体析出，一段时间后红色固体溶解。写出析出红色固体的反应方程式                        。
（3）若在实验室进行步骤Ⅲ，分离有机相和水相的主要实验仪器是               。
（4）步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu2+得以再生的原理是                       。（5）步骤Ⅳ，若电解200mL0.5 mol/L的CuSO4溶液，生成铜3.2 g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是                                          。

铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题：
（1）工业上采用电解氧化铝和冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝：

2Al2O3  4Al＋3O2↑
加入冰晶石的作用：________________________________________________。
（2）上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质，可用电解方法进一步提纯，该电解池中阳极的电极反应式为________________，下列可作阴极材料的是__________。
A．铝材        B．石墨        C．铅板        D．纯铝
（3）阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液，铝阳极发生的电极反应式为_____________________________________________________________。
（4）在铝阳极氧化过程中，需要不断地调整电压，理由是_________________。
（5）下列说法正确的是__________________。
A．阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术
B．铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能
C．铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性，但耐磨性下降
D．铝的阳极氧化膜富有多孔性，具有很强的吸附性能，能吸附染料而呈各种颜色

按要求填空：

A                    B
（1）在A图中，稀硫酸为电解质溶液，用导线连接后，铜片电极反应式        。
（2）在B图中外接直流电源，若要在a极镀铜，加以必要的连接后，该装置叫        ，b极电极反应式                                    。
（3）在B图中外接直流电源，若电极为惰性电极，电解质溶液是CuSO4溶液（足量），电解总反应离子方程式为                        ，阴极增重3.2 g，则阳极上放出的气体在标准状况下的体积是_____L，加入一定量的     后（填化学式），溶液能恢复至与电解前完全一致。

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