高中化学探究电解池作用试题

用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图甲。电解过程中的实验数据如下图乙，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况下）。则下列说法不正确的是（    ）

A．电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生

B．b电极上发生反应的方程式为：4OH^--4e^-=2H2O+O2↑

C．曲线O～P段表示氧气的体积变化

D．从开始到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12g/mol

用惰性电极电解CuCl₂溶液时，如果阴极上有6.4g铜析出，则阳极上产生气体的体积（标准状况）约为（   ）

A．2.24L

B．0.56L

C．0.14L

D．1.12L

电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与右图中电解池相连，其中，a为电解液，X和Y是两块电极板，则：

（1）若X、Y依次为铜和铁，a仍为CuSO₄溶液，且反应过程中未生成Fe³⁺，则Y极的电极反应式为               
（2）若用此装置电解精炼铜，             做阳极，电解液CuSO₄的浓度                (填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）PbO₂可以通过石墨为电极，Pb(NO₃)₂和Cu(NO₃)₂的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为                 ；若电解液中不加入Cu(NO₃)₂，阴极发生的电极反应式为            。
（4）如图：A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为               （填字母序号）。

甲装置中所含的是物质的量之比为1∶2的CuSO₄和NaCl的混合溶液，电解过程中溶液的pH值随时间t变化的示意图如乙示（不考虑电解产物可能与水的反应）。试分析下列叙述中正确的是

A．是该混合溶液中的SO4^2^－导致了A点溶液的pH值小于B点

B．BC段阴极产物和阳极产物的体积之比为2∶1

C．AB线段与BC线段在阴极上发生的反应是相同的即：Cu^2++2e^－→Cu

D．在整个电解的过程中会出现少量淡蓝色的Cu(OH)2沉淀

用惰性电极电解一定浓度的CuSO₄溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu₂(OH)₂CO₃后，恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移的电子的物质的量为（   ）

A．0.4 mol	B．0.5 mol
C．0.6 mol	D．0.8 mol

如图，用惰性电极电解由四种都为元素周期表原子序数前10号元素组成的A溶液，在两电极区域分别得到B、C、D、E四种气体。它们之间在一定条件下反应流程如图所示。其中F、D中原子核外电子总数相等，E是常见的导致温室效应的气体。常温下，在F中先通足量E气体，再通足量D气体，生成一种与A元素组成相同的物质G。上述反应流程没有其他物质参与。

（1）写出G中的化学键类型           ，E的电子式                 。
（2）写出上述反应流程中生成A的离子反应方程式                                 。
（3）写出D在纯净C中燃烧的化学反应方程式                                  。
（4）通常情况下，D极易溶于F中，其原因                                   。
（5）往G的饱和溶液中通入E也能制得A，写出该反应的化学方程式                。
（6）写出该题中电解A溶液反应的总离子方程式                      。

已知电极上每通过96 500 C的电量就会有1 mol电子发生转移。精确测量金属离子在惰性电极上以镀层形式沉积的金属质量，可以确定电解过程中通过电解池的电量。实际测量中，常用银电量计，如图所示。下列说法不正确的是(          )

A．电量计中的银棒应与电源的正极相连，铂坩埚上发生的电极反应是：Ag^++e^-=Ag

B．称量电解前后铂坩埚的质量变化，得金属银的沉积量为108.0mg，则电解过程中通过电解池的电量为96.5C

C．实验中，为了避免银溶解过程中可能产生的金属颗粒掉进铂坩埚而导致测量误差，常在银电极附近增加一个收集网袋。若没有收集网袋，测量结果会偏高。

D．若要测定电解饱和食盐水时通过的电量，可将该银电量计中的银棒与待测电解池的阳极相连，铂坩埚与电源的负极相连。

I．X、Y、Z、M、N为短周期的五种主族元素，其中X、Z同主族，Y、Z同周期，M与X，Y既不同族，也不同周期。X原子最外层电子数是核外电子层数的三倍，Y的最高化合价与其最低化合价的代数和等于6。N是短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素。
（1）请写出M的元素符号： ____________，Z的原子结构示意图： ____________。M与X两元素可形成两种液态化合物，其化学式分别为                    。
（2）请写出N元素在周期表中的位置               ；与N同族的短周期元素L，其最高价氧化物的电子式为                    。
（3）Y与Z相比，非金属性较强的元素是___，（填元素符号）可以证明该结论的实验事实是         。
II．下列转化关系中，X、Y是生活中用途广泛的两种金属单质，A、B是氧化物，A为红棕色固体，C、D、E是中学常见的三种化合物。分析转化关系回答问题。

（1）请写出反应①的化学方程式：________________________________。
（2）由D到E的离子方程式_________________________________。
（3）若试剂a是NaOH溶液，写出单质X与NaOH溶液反应的离子方程式                  。
（4）若试剂b是H₂SO₄，工业上用E、H₂SO₄和NaNO₂为原料制取高效净水剂Y(OH)SO₄，已知还原产物为NO，则该反应的化学方程式是________________________________。
（5）工业上电解熔融的B制取X时，若阳极产生的气体在标准状况下的体积为33.6 L，则阴极产物的质量为______________。

（1）对工业合成氨条件的探索一直是化学工业的重要课题，在恒温恒容的甲容器、恒温恒压的乙容器中分别进行合成氨反应，如下图（图中所示数据均为初始物理量）。t分钟后反应均达到平衡，生成的NH₃均为0.4mol（忽略水对压强的影响及氨气的溶解）。

T=a℃   V=2L                       T=a℃   V=2L            移动活塞
①判断甲容器中的反应达平衡的依据是           。（填写相应编号）

A．压强不随时间改变

B．气体的密度不随时间改变

C．c(N2)不随时间改变

D．单位时间内生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2

E．单位时间内断裂3 mol H-H键，同时断裂6 mol N-H键
②该条件下甲容器中反应的平衡常数K=          ；平衡时，甲的压强P_平=         （用初始压强P₀表示）。
（2）最近华南理工大提出利用电解法制H₂O₂并用产生的H₂O₂处理废氨水，装置如图所示。

①为了不影响H₂O₂的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中c（NH₄⁺）_________c（NO₃^-）（填“＞”、“＜”或“=”）。
②Ir-Ru惰性电极有吸附O₂作用，该电极上的反应为           。
③理论上电路中每转移3 mol电子，最多可以处理NH₃·H₂O的物质的量为                。

用惰性电极电解200mL一定浓度的硫酸铜溶液，实验装置如图①所示，电解过程中的实验数据如图②所示，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。

（1）电解过程中，a电极表面的现象是___________________________________；
（2）a电极上发生的反应为________________________________________________；
（3）从P点到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为___________ g·mol^－1；
（4）如果要使溶液恢复到电解前的状态，向溶液中加入0.8 g CuO即可，则电解后溶液的pH为______；
（5）如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu₂(OH)₂CO₃后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO₂的溶解)，电解过程中转移的电子为______mol。

工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe₂O₄，还含有少量FeO、CuO等氧化物杂质）制取金属锌的流程如图所示。

（1）提高酸浸效率的措施为____________(任答一条即可)；酸浸时H⁺与难溶固体ZnFe₂O₄反应的离子方程式为____________________________。
（2）净化I中H₂O₂参与反应的离子方程式为_____________________；X可选择的试剂为___________(写化学式)，净化II中Y为__________(写化学式)；
（3）电解法制备锌的装置如图甲所示：

则电解槽中盛有的电解质溶液为__________(填字母)；
a．ZnCl₂溶液    b．Zn(NO₃)₂溶液    c．ZnSO₄溶液
（4）使用含有[Zn(OH)₄]^2-的强碱性电镀液进行镀锌防腐蚀，可得到细致的光滑镀层，电镀时阴极电极反应式_______________。以锌为负极，采用牺牲阳极法防止铁闸的腐蚀，图乙中锌块的固定位置最好应在_________处(填字母)。

A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：

阳离子	Na^＋、K^＋、Cu^2^＋
阴离子	SO4^2^－、OH^－

下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放250 mL足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。
接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了8 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如下。据此回答下列问题：

（1）M为电源的________极(填写“正”或“负”)。
（2）计算电极e上生成的气体在标准状况下的体积为_________________。
（3）B溶液中的溶质为             。电解后，乙烧杯中溶液的pH＝__________。 若在B溶液中事先滴加紫色石蕊试液，       极（填写“c”或“d”）先变红。

恒温25℃，将两铂电极插入含一定量NaCl的饱和食盐水中进行电解。通电一段时间后，阳极收集到2.5 mol气体，阴极收集到4.5mol气体(均不考虑气体的溶解或与溶液反应的损失)，要使电解后溶液恢复到原状态，应加入    (    )

A．4.5 mol HCl	B．2.5 mol H2O
C．108.5 g 33.6%的盐酸	D．145 g 50.3％的盐酸

用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，电解过程中的实验数据如图所示．横坐标表示转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积（标准状况）．下列判断正确的是

A．电解过程中，溶液的H^+浓度不断减小

B．当转移0.4mol e^﹣时，电解生成的铜为6.4g

C．阳极电极反应式为2H2O+4e^﹣=4H^++O2↑

D．Q点对应的气体中，H2与O2的体积比为2：1

短周期元素A、B、C、D在周期表中的位置如图所示：B、D最外层电子数之和为12。回答下列问题：

（1）与元素B、D处于同一主族的第2-5周期元素单质分别与H₂反应生成1 mol气态氢化物对应的热量变化如下，其中能表示该主族第4周期元素的单质生成1 mol气态氢化物所对应的热量变化是_______（选填字母编号）。
a．吸收99.7kJ   b．吸收29.7kJ   c．放出20.6kJ    d．放出241.8 kJ
（2）DB₂通过下列工艺流程可制化工业原料H₂DB₄和清洁能源H₂。

①查得：

化学键	H－H	Br－Br	H－Br
键能(kJ/mol)	436	194	362

试写出通常条件下电解槽中发生总反应的热化学方程式：               。
②根据资料：

化学式	Ag2SO4	AgBr
溶解度（g）	0.796	8.4×10^-6

为检验分离器的分离效果，取分离后的H₂DB₄溶液于试管，向其中逐滴加入AgNO₃溶液至充分反应，若观察到                        ，证明分离效果较好。
③在原电池中，负极发生的反应式为                                   。
④在电解过程中，电解槽阴极附近溶液pH            （填“变大”、“变小”或“不变”）。
⑤将该工艺流程用总反应的化学方程式表示为：                                  。该生产工艺的优点有                            （答一点即可）。
（3）溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料阻燃剂等，回答下列问题：海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入________，将其中的Br^－氧化，再用空气吹出溴；然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为Br^－和BrO₃^－，其离子方程式为________________                         。