高中化学探究电解池作用试题

常温下电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO₄混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如下图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），根据图中信息（Ⅰ、Ⅱ两极分别代表两极各自产生的气体体积），通过计算推测：

（1）原混合溶液NaCl和CuSO₄的物质的量浓度。
（2）t₂时所得溶液的pH。

如下图所示装置中，b电极用金属M制成，a、c、d为石墨电极，接通电源，金属M沉积于b极，同时a、d电极上产生气泡。

试回答：
（1）a为    极，c极的电极反应式为：                              。
（2）电解开始时，在B烧杯的中央滴几滴淀粉溶液，你能观察到的现象是                    
                           。电解进行一段时
间后，罩在c极上的试管中也收集到了气体，此时c极上的电极反应式为：              。
（3）当d电极上收集到44.8 ml气体（标准状况）时停止电解，a极上放出了    mol气体，若b电极上沉积金属M的质量为0.432g，则此金属的摩尔质量为                   。若要使A池中溶液恢复原浓度，应加             。
（4）电解停止后加蒸馏水使A烧杯中的溶液体积仍为200 ml，取这种溶液加入到25.0 ml  0.100 mol·L^-1的HCl溶液中，当加入31.25 ml 溶液时刚好沉淀完全。由此可知电解前A烧杯中MNO₃溶液的物质的量浓度为               mol·L^-1。

(15分)某中学课外兴趣小组用惰性电极电解饱和食盐水（含少量Ca²⁺、Mg²⁺)作系列探究，装置如下图所示：

（1）电解时，甲同学发现电极a附近溶液出现浑浊,请用离子方程式表示原因
______________________________________________________________。
（2）一段时间后，你认为C中溶液可能出现的现象是__________________，请用离子方程式表示原因___________________________________________________。
（3）实验结束后，乙同学将A中的物质冷却后加入到H₂S溶液中发现有气泡出现，但加人到稀盐酸中却没有任何现象。请用化学方程式和简要的文字解释原因：
____________________________________________________________________.
（4）随着反应的进行，兴趣小组的同学们都特别注意到D中溶液红色逐渐褪去。他们对溶液红色褪去主要原因提出了如下假设，请你完成假设二。
假设一:B中逸出气体与水反应生成的物质有强氧化性，使红色逐渐褪去；
假设二：__________________________________________。
（5）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论____________________________________________________________________。

如图所示，若电解5 min时铜电极质量增加2.16 g，试讨论：

⑴电源电极X名称为_________。
⑵ pH变化：A_______，B______，C______。
⑶通过5 min时，B中共收集224 mL气体（标况），溶液体积为200mL，则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度为______________。
⑷若A中KCl溶液的体积也是200 mL，且电解过程中体积不变，电解后溶液中的氢氧根离子浓度是__________。

( 7分)X、Y、Z为三种常见短周期元素，它们位于同一周期，且原子序数依次增大，X的最高价氧化物对应的水化物为强碱，Y、Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸，W与Z同主族，且其原子序数相差18。请回答下列问题：
（1）Z的含氧酸中相对分子质量最小的是_____________________。（填化学式）
（2）X₂Y与W₂在水溶液中反应的离子方程式为_________________________________。
（3）下图装置（Ⅰ）是一种可充电电池的示意图，装置（Ⅱ）为电解池的示意图。装置（Ⅰ）的离子交换膜只允许X⁺通过。电池充电、放电的电池反应为：
 
当闭合K时，X及附近溶液变红色。下列说法正确的是____________________。

A．闭合K时，X^+从右到左通过离子交换膜

B．闭合K时，负极反应为3XW－2e^－＝XW3+2X^＋

C．闭合K时，X电极的电极反应为2Cl－2e^－＝Cl2↑

D．闭合K时，当有0.1mol X^+通过离子交换膜，X电极上析出标准状况下气体1.12L

有两只串联的电解池（Pt为电极），甲池盛有足量的CuSO₄溶液，乙池盛有足量的某硝酸盐的稀溶液。电解时当甲池电极析出6.4gCu时，乙池电极析出21.6g金属，则乙池的溶质可能是（    ）                                                              

A．NaNO3

B．Cu(NO3)2

C．Al(NO3)3

D．AgNO3

下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。

方法I	用氨水将转化为，再氧化成。
方法II	用生物质热结气（主要成分：、、）将在高温下还原成单质硫
方法III	用溶液吸收，再经电解转化为。

   （1）光谱研究表明，易溶于水的所形成的溶液中存在着下列平衡：

据此，下列判断中正确的是______________。
A. 该溶液中存在着分子
B. 该溶液中浓度是浓度的2倍
C. 向该溶液中加入任何足量的强酸都能放出气体
D. 向该溶液中加入过量可得到、的混合溶液
（2）方法I中用氨水吸收燃煤烟气中的离子方程式为______________。能提高燃煤烟气中去除率的措施有______________（填字母）
A. 增大氨水浓度                              B. 升高反应温度
C. 使燃煤烟气与氨水充分接触         D. 通入空气使转化为
采用方法I脱硫，并不需要先除去燃煤烟气中大量的，原因是（用离子方程式表示）________________________________________________________。
（3）方法II主要发生了下列反应：
           
           
                        
                        
反应生成的热化学方程式为___________________。
（4）方法III中用惰性电极电解溶液的装置如下图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过）。阳极区放出的气体的成分为_____________（填化学式）。

用惰性电极实现电解，下列说法正确的是       （  ）

A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变

B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH^－，故溶液pH减小

C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2

D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1

下表中列出五种短周期元素A、B、C、D、E的信息，请推断后作答：

元素	有关信息
A	元素主要化合价为—2，原子半径为0．074 n m
B	所在主族序数与所在周期序数之差为4
C	原子半径为0．102 n m，其单质在A的单质中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
D	最高价氧化物的水化物，能按1∶1电离出电子数相等的阴、阳离子
E	原子半径为0．075 n m，最高价氧化物的水化物与其氢化物组成一种盐X

（1）画出B的离子结构示意图      ；写出D元素最高价氧化物的水化物电子式         
（2）盐X水溶液显    （填“酸”“碱”“中”）性，用离子方程式解释其原因                
（3）D₂CA₃的溶液与B的单质能发生反应，其反应的离子方程式为        
（4）已知E元素的某种氢化物Y与A₂的摩尔质量相同。Y与空气组成的燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20～30％的KOH溶液。该燃料电池放电时，正极的电极反应式是                                
（5）如右图是一个电解过程示意图。

假设使用Y－空气燃料电池作为本过程的电源，铜片质量变化128g，则Y一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气（设空气中氧气的体积含量为20％）               L

氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图，如图所示：

（1）溶液A的溶质是                   ；
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是                              ；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用              ；
（4）电解所用的盐水需精制。
去除有影响的Ca^2＋、Mg^2＋、NH₄^＋、SO₄^2－[c(SO₄^2－)＞c(Ca^2＋)]。
精致流程如下（淡盐水和溶液A来电解池）：

①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是    。
②过程Ⅰ中将NH₄⁺转化为N₂的离子方程式是   
③BaSO₄的溶解度比BaCO₃的小，过程Ⅱ中除去的离子有      
④经过程Ⅲ处理，要求盐水中c 中剩余Na₂SO₃的含量小于5mg /L,若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg /L ，则处理10m³盐水b ，至多添加10% Na₂SO₃溶液       kg（溶液体积变化忽略不计）。

（1）实事证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是                    。
A．C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) △H>0
B．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H₂O(1)  △H<0
C．2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(1) △H<0
（2）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其负极反应的电极反应式为                        。
（3）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下图中
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和Y均为惰性电极，a为CuSO₄溶液
则阳极的电极反应式为                           ，电解时的化学反应方程式为                       ，通过一段时间后，向所得溶液中加入0.2molCuO粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为         。
②若X、Y分别为铁和铜，a仍为CuSO₄溶液，则Y极的电极反应式为           
③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”)。
④若用此装置在铁制品上镀铜，铁制品做         ，电镀液的浓度         (填“增大”、“减小”或“不变”)。

氢气是一种清洁能源，可以通过多种方法制得。
(1) 工业上用水煤气法制氢气，有关化学方程式是：
反应一：C(s) +  H₂O(g)  CO(g)  + H₂(g)       △H＞ 0 
反应二：CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g)  + H₂（g）    △H ＜ 0
①若反应一在t℃时达到化学平衡状态，则此温度下该反应的的平衡常数表达式
K =                                  ；
②在427℃时将CO 和H₂O(g)各0.01mol通入体积为2升的密闭容器中反应，5分钟时达到平衡状态，该反应的平衡常数是9，则CO的转化率是         ，用CO的浓度变化表示的反应率速v(CO)是         mol /（L·min）。   
（2）利用电解饱和食盐水也可制得氢气，下图为电解食盐水的示意图：

请回答：
① C₁电极是       极(填“阴”或“阳”)，C₂电极的电极反应式是         。
②该电解反应的离子方程式是                                          ，
（3）通过下列方法也可以得到氢气。
已知： CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)        △H＝+206.2kJ·mol^－1
CH₄(g)＋CO₂(g)＝2CO(g)＋2H₂(g)       △H＝-247.4 kJ·mol^－1
1molCH₄(g)与H₂O(g)反应生成CO₂(g)和H₂(g)的反应热是          kJ·mol^－1。

用铂电极电解100mL HNO₃ 与 AgNO₃的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体（标准状况），则原混合液中Ag⁺的物质的量浓度为               (     )

A．1mol/L

B．2mol/L

C．2.5mol/L

D．3mol/L

用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图①。电解过程中的实验数据如图②，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）。则下列说法正确的是

A．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生

B．a电极上发生的反应方程式为：2H^+ +2e^- = H2↑和 4OH^-－4e^- = 2H2O + O2↑

C．曲线0～P段表示H2和O2混合气体的体积变化，曲线P～Q段表示O2的体积变化

D．从P到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12g·mol^-1

工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2－和CrO₄^2－，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法1：还原沉淀法
该法的工艺流程为：CrO₄^2－Cr₂O₇^2－Cr³⁺Cr(OH)₃↓
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2－(黄色)+2H^＋Cr₂O₇^2－(橙色)+H₂O
⑴若平衡体系的pH=2，该溶液显      色。
⑵能说明第①步反应达平衡状态的是             。
a. Cr₂O₇^2－和CrO₄^2－的浓度相同   b.2v(Cr₂O₇^2－)=v(CrO₄^2－)  c.溶液的颜色不变
⑶第②步中，还原1molCr₂O₇^2－离子，需要         mol的FeSO₄7H₂O。
方法2：电解法
该法用Fe做电极电解含Cr₂O₇^2－的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)₃沉淀。
⑷用Fe做电极的原因为                                    。
⑸在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应解释）                  ，溶液中同时生成的沉淀还有                 。
⑹写出Cr₂O₇^2--变为Cr³⁺的离子方程式___________________；