高中化学探究电解池作用填空题

I．“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题：
(1)将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应：
CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g），得到如下二组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3

 
①实验1中以v （CO₂）表示的反应速率为                 （保留两位小数，下同）。
②该反应为       （填“吸”或“放”）热反应，实验2条件下平衡常数K=          。
(2)已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l）＋ 3O₂(g）＝ 2CO₂(g）＋ 4H₂O(g） ΔH ＝ －1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O₂(g）＝ 2CO₂(g）                  ΔH ＝ －566.0 kJ／mol
③ H₂O(g）＝ H₂O(l）                          ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                      。
II．(1)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO₄电池某电极的工作原理如下图所示：

该电池的电解质为能传导Li⁺的固体材料。放电时该电极是电池的     极（填“正”或“负”），该电极反应式为          。
(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO₄和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL，假如电路中转移了0.02 mole^－，且电解池的电极均为惰性电极，阳极产生的气体在标准状况下的体积是        L，将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的pH＝            。

如下图所示，A、E为石墨电极，B、F为铁片电极。按要求回答下列问题。

（1）打开K₂，合并K₁。B为     极，A的电极反应为                                ，       最终可观察到的现象是                                         ，
涉及的化学反应方程式有：                                                                            
                                                             。
（2）打开K₁，合并K₂。
F为       极，F极的电极反应为                            ，
电解过程中，观察到溶液的现象是                       。

下图装置B中是浓度均为0.1mol/L的NaCl、CuSO混合溶液，溶液体积为500ml，M、N均为石墨电极，当装置A中Zn棒质量减少6.5g时，N上质量增加____________g；此时，所有电极上总共收集到的气体的总体积为___________L（换算成标准状况下的体积）。

如右图所示，常温下电解5 min后，铜电极质量增加2．16g。

试回答：
(1)电源电极X名称为      (填“正极”或“负极”)，B中                     铜电极的名称        。
(2)电解池B中阳极的电极反应式是    。
(3)若A中KCl溶液的体积是200mL，电解后溶液的
PH=              (忽略电解前后溶液体积的变化)。
若要使电解后的溶液恢复到与电解前完全相同，应
加入        。

二氧化氯(ClO₂)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO₃)或亚氯酸钠(NaClO₂)为原料制备ClO₂。
（1）亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂，但在强酸性溶液中会发生歧化反应，产生ClO₂气体，离子方程式为                                                。向亚氯酸钠溶液中加入盐酸，反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸，开始时反应缓慢，稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是                                     。
（2）化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO₂。用H₂O₂作还原剂制备的ClO₂更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是                                  。
（3）电解法是目前研究最为热门的生产ClO₂的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO₂的实验。

①电源负极为      极(填A或B)：
②写出阴极室发生反应依次为：                       、
                           ；
③控制电解液H⁺不低于5mol/L，可有效防止因H⁺浓度降低而导致的ClO₂^﹣歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况，忽略电解液体积的变化和ClO₂气体溶解的部分)，此时阳极室与阴极室c(H⁺)之差为             。

甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO₃溶液后，以Pt为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_____________

下图为相互串联的甲、乙两电解池试回答：

（1）若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A是           （填电极材料），电极反应式是            ;B是            （填电极材料）,电极反应式是               ，应选用的电解质溶液是               。
（2）乙池滴入少量酚酞试液，电解一段时间,           （填“C”或“Fe”）极附近呈红色。
（3）若甲槽阴极增重43.2g，则乙槽中阳极上放出的气体在标况下的体积是_________L。

下列四个装置图均与电化学有关，请根据图示回答相关问题：

（1）这四个装置中，利用电解原理的是           （填装置序号）；
（2）装置①若用来精炼铜，则a极的电极材料是        （填“粗铜”或“精铜”），电解质溶液为        ；
（3）装置②的总反应方程式是                          ；
（4）装置③中钢闸门应与外接电源的          极相连（填“正”或“负”）
（5）装置④中的铁钉几乎没被腐蚀，其原因是          。

甲醇可作为燃料电池的原料。以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH₄(g) + H₂O (g) ＝CO(g) + 3H₂(g)    △H ＝+206.0 kJ/mol
II：CO (g) + 2H₂ (g) ＝ CH₃OH (g)  △H ＝—129.0 kJ/mol
（1）CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH (g)和H₂(g)的热化学方程式为_______________。
（2）将1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH₄的转化率与温度的关系如图

假设100 ℃时达到平衡所需的时间为15min，则用H₂表示该反应的平均反应速率为_______________。
（3）写出甲醇—空气—KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式：______________。
（4）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用下图装置模拟上述过程：

① 写出阳极电极反应式_______________。
② 写出除去甲醇的离子方程式_________________。

钠、镁、铁、铜及其化合物在科研和生产生活中有广泛的应用。
（1）Mg—H₂O₂电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，结构如图所示。电池工作时，正极的电极反应式             。常温下，用该电池电解200mL的饱和硫酸铜溶液(电极为惰性电极)，反应时溶液中水的电离平衡                移动(填“向左”“向右”或“不”)；当消耗24mg金属Mg，电解后溶液的pH=             (不考虑溶液的体积变化)。

（2）利用电解法在铁制品上镀铜可以防止铁被腐蚀，以下说法正确的是             。
a．电镀时，铜和石墨都可以做阳极，可溶性铜盐作电解质溶液
b．电镀过程中，温度升高，电解反应速率加快
c．电镀过程中，电能全部转化为化学能
d．电镀过程中，铜离子向阴极移动，发生还原反应

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^－

在下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的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，测得乙烧杯中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图。据此回答下列问题：

（1）M为电源的_____极(填“正”或“负”)，电极b上发生的电极反应为__________________________。
（2）电极e上生成的气体在标准状态下的体积为________。
（3）写出乙烧杯中的电解池反应_______________________。
（4）若电解过程中，乙烧杯中的B溶液中的金属离子全部析出，此时电解还能继续进行，原因是___________________________________。
（5）若经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了16 g，要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，正确的操作是_____________________________________。

下图为相互串联的甲、乙两电解池试回答：

（1）若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A是         （填电极材料），电极反应式是              ；B是             （填电极材料），电极反应式是             ，应选用的电解质溶液是             。
（2）乙池滴入少量酚酞试液，电解一段时间，           （填“C”或“Fe”）极附近呈红色。
（3）若甲槽阴极增重43.2g，则乙槽中阳极上放出的气体在标况下的体积是  _________L。

(9分) 观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是

（1）在①图中，发生反应的化学方程式为：                                。
（2）在②图中，待镀铁制品应与电源    极相连，电极反应式为：                  。
（3）在③图中,外电路电子由    极流向    极，若电解液为KOH溶液，则b极的反应式为       。

(16分)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：

①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时候常有气泡冒出，原因是                      （用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的     。
a.NH₃        b.CO₂        c.NaOH       d.HNO₃
②以铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，电解后取少量废电解液，加入NaHCO₃,溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是                          (用离子方程式表示)
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用        来做阳极。
（3）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应放于          处，写出X极的电极反应              
若X为碳棒，开关K置于M处，写出X极的电极反应              

对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：

① 碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的          。
a．NH₃         b．CO₂        c．NaOH      d．HNO₃
②以铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为     。取少量废电解液，加入NaHCO₃，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是         。
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是               。
（3）利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于         处。若X为锌，开关K置于          处。