题目内容

如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是(  )
A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气
B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为：2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑
D．该装置是将电能转化为化学能
C
出口①处的电极与电源正极相连，作阳极，电极反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，出口②处的电极与电源负极相连，作阴极，电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，其中H＋来自水电离，H＋不断放电，水电离向正方向移动，产生OH－，故总反应为2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。电解过程是将电能转化为化学能。该离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，而不允许阴离子通过。
练习册系列答案
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下列描述中，不符合生产实际的是
A．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
B．电解熔融的氯化钠制取金属钠，用铁作阳极
C．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
D．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
用菱锰矿（MnCO3）常含有Fe2O3、FeO、HgCO3·2HgO等杂质，工业常用菱锰矿制取锰，工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）向粗液1中加入的水最后需要          方法才能达到技术要求。
（2）流程中用的空气是用膜分离法制备的富氧空气，该方法的原理是       。
（3）净化剂主要成分为(NH4)2S，粗液2中发生主要反应的离子方程式为      。
（4）写出阳极的电极反应式       。说明电解液循环的原因              。
（5）写出铝热法炼锰的化学方程式                             。
高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁做电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。下列推断合理的是
A．铁是阳极，电极反应为Fe－6e－＋4H2O=＋8H＋
B．镍电极上的电极反应为2H＋＋2e－=H2↑
C．若隔膜为阴离子交换膜，则OH－自右向左移动
D．电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高，最终溶液pH不变
若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu+2H+Cu2++H2↑,则下列关于该装置的有关说法中正确的是(　　)
A．该装置可能是原电池,也可能是电解池
B．该装置只能是原电池,且电解质溶液为硝酸
C．该装置只能是电解池,且金属铜为该电解池的阳极
D．该装置只能是原电池,电解质溶液不可能是盐酸
用惰性电极电解100 mL 4 mol·L－1Cu(NO3)2溶液，一定时间后在阳极收集到标准状况下气体1.12 L。停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中的Fe2＋浓度为(设溶液的体积不变)（  ）
A．0.75 mol·L－1B．3 mol·L－1C．4 mol·L－1D．3.75 mol·L－1
某课外活动小组设计了如图所示的装置，调节滑动变阻器控制电流强度适中的情况下用其进行缓慢电解NaCl溶液及相关实验(此时，打开止水夹a，关闭止水夹b)。由于粗心，实验并未达到预期目的，但也看到了很令人高兴的现象。(阳离子交换膜只允许阳离子和水通过)

请帮助他们分析并回答下列问题：
(1)写出B装置中的电极反应：
阴极：________；阳极：________。
(2)观察到A装置中的现象是：①________；②________；③________。
(3)当观察到A装置中的现象后，他们关闭止水夹a，打开止水夹b。再观察C装置，若无现象，请说明理由；若有现象，请写出有关反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)：____________________________________。
(4)若想达到电解NaCl溶液的目的，应如何改进装置，请提出你的意见：
__________________________________________________________________。
工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。

(1)上图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是________；NaOH溶液的出口为________(填字母)；精制饱和食盐水的进口为________(填字母)；干燥塔中应使用的液体是________。
(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注。
①SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同)，方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为___________________________________。
②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用，一定条件下，在20 L恒容密闭容器中的反应：
3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)
达平衡后，H2和SiHCl3物质的量浓度分别为0.140 mol/L和0.020 mol/L，若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为________kg。
(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0 kg，则生成氢气________m3(标准状况)。
钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2)，含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为FeTiO3＋4H＋＋4Cl－=Fe2＋＋TiOCl42—＋2H2O
(1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是________。
(2)滤渣A的成分是________。
(3)滤液B中TiOCl42—转化生成TiO2的离子方程式是________________。
(4)反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是________________________________。

(5)反应③的化学方程式是________________________。
(6)由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是________。
(7)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)做电极组成电池，其工作原理为Li4Ti5O12＋3LiFePO4Li7Ti5O12＋3FePO4，该电池充电时阳极反应式是____________________。

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