高中化学探究电解池作用填空题

(16分) 以电解法生产金属锰产生的阳极泥中，其锰含量高达40%～50%，主要成分为MnO₂的水合物，且含有显著量的Pb²⁺、Sn²⁺等重金属杂质。本工艺采用的木屑富含的纤维素在较浓硫酸的作用下膨胀、水解生成还原糖，酸性条件下，可与二氧化锰反应生成可溶性的硫酸锰。


（1）工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰，阳极的电极反应式为             。
（2）写出木屑水解反应的化学方程式：                          。配平浸出步骤反应方程式C₆H₁₂O₆ +   MnO₂ +   H₂SO₄→   MnSO₄ +    CO₂  +    H₂O
（3）若取消除酸操作步骤，将会产生      气体（填化学式）而污染环境；
（4）本工艺的一种副产品是重要的农业生产资料，写出其化学式         ；
（5）取一定量的阳极泥进行实验分析，得到如下图像。硫酸的最合适用量为      mL，若再增加硫酸的用量，将会导致        （填化学式）的消耗量增大。

（6）某阳极泥中MnO₂（相对分子质量为87）的质量分数为50.0%，将174g该阳极泥与320g36.5%的浓盐酸混合加热，则产生的氯气在标准状况下应少于    L。（假设阳极泥中的其它成分不参与反应）

化工工业中常用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯。
（1）已知某温度下：
反应①：CO_2（g） +H_{2 （g）}→CO_（g）  +  H₂O_（g），ΔH＝ +41.2 kJ/mol
反应②： （g）→（g）+H₂（g），ΔH=" +117.6" kJ/mol
②的化学反应平衡常数分别为K₁、K₂。
请写出二氧化碳氧化乙苯制备苯乙烯的热化学反应方程式                  。该反应的化学平衡常数K＝         （用K₁、K₂表示）。
（2）对于反应①，恒温恒容条件下，向密闭容器中加入2molCO₂和2molH_2，当反应达到平衡后，以下说法正确的是     。

A．因为该反应是吸热反应，所以升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小；

B．若继续加入1molCO2、1mol H2，平衡向正反应方向移动；

C．若继续通入1mol CO2则平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大；

D．压缩体积，平衡不移动，反应物和产物的浓度都不变；

（3）温恒容条件下，反应①达到平衡后；t₁时刻通入少量CO_2；请在下图中画出t₁之后的正逆反应曲线，并作出标注。

（4）已知某温度下， Ag₂SO₄（M＝312g/mol）的溶解度为0.624g/100g H₂O，该温度下K_{sp（Ag2SO4）}＝               ；（两位有效数字）
（5）电解法制备高铁酸钠（Na₂FeO₄），总反应式为：Fe+2H₂O+2OH^- ＝ FeO₄^2-+3H₂，电解质溶液选用NaOH溶液。该电解池阳极材料是     (写化学式) ；阳极的电极反应式为：     。

直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO₂，
（1）用化学方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的反应:        。
（2）在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是                         。
（3）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃^2﹣):n(HSO₃^﹣)变化关系如下表:

n(SO3^2^﹣):n(HSO3^﹣)	99：1	1：1	1：99
pH	8.2	7.2	6.2

①上表判断NaHSO₃溶液显　   　性。
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母): 　  。
a．c（Na^＋）＝2c（SO₃^2-）＋c（HSO₃^－）
b．c（Na^＋）＞c（HSO₃^－）＞c（SO₃^2-）＞c（H^＋）＝c（OH^－）
c．c（Na^＋）+c（H^＋）＝ c（SO₃^2-）+ c（HSO₃^－）+c（OH^－）
(4)当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如图:

①HSO₃^-在阳极放电的电极反应式是　                   　　　　。
②当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理:             。

Ⅰ.氯碱工业中常用离子交换膜法电解制碱（如图1所示）。

　（1）写出图1中阴极的电极反应式                   。
　（2）已知阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。工业上若用图2装置电解饱和Na₂SO₄溶液来生产纯净的NaOH和H₂SO₄，则该装置最主要的缺陷是                。

Ⅱ.辉钼矿(MoS₂)是一种重要的矿物。图3是辉钼矿多层焙烧炉的示意图，其中1，2，3，…是炉层编号。580，600，610，…是各炉层的温度（℃）。图4给出了各炉层固体物料的物质的量百分含量。                                  
已知：MoS₂焙烧生成1molMoO₃的反应热△H₁=-1011KJ/mol；MoO₂氧化生成1molMoO₃的反应热△H₂=-154KJ/mol。试回答：

（1）验证辉钼矿焙烧生成的气体是SO₂而不是SO₃的方法是                     。
（2）辉钼矿焙烧生成的气体能使硫酸酸化的KMnO₄溶液褪色，用化学方程式表示褪色的原因                                                                      。
（3）第6炉层存在的固体物质分别是MoS₂、MoO₃、MoO₂，则它们的物质的量之比为                        。
（4）图4表明，中间炉层（4～6）可能存在一种“固体+固体→固体+…”的反应，请写出该反应的热化学反应方程式                                                 。

为回收利用废钒催化剂（含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下：

部分含钒物质在水中的溶解性如下：

物质	VOSO4	V2O5	NH4VO3	（VO2）2SO4
溶解性	可溶	难溶	难溶	易溶

   回答下列问题：
⑴工业由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，写出该反应的化学方程式             。
⑵图中所示滤液中含钒的主要成分为      （写化学式）。
⑶该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，该步反应的离子方程式             ；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH₄Cl加入质量与料液中V₂O₅的质量比）和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为       、       。

⑷用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定（VO₂）₂SO₄溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，完成反应的离子方程式为□VO₂⁺＋□H₂C₂O₄＋□_____＝□VO²⁺＋□CO₂↑＋□H₂O。
⑸全矾液流电池的电解质溶液为VOSO₄溶液，电池的工作原理为VO₂⁺＋V²⁺＋2H⁺ VO²⁺＋H₂O＋V³⁺，电池充电时阳极的电极反应式为          。

工业废气、汽车尾气排放出的SO₂、NO_x等，是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。
（1）大气中的SO₂在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是____________________。
（2）已知2SO₂ (g)+ O₂ (g) 2SO₃(g) △H＝－196kJ/mol，提高反应中SO₂的转化率，是减少SO₂排放的有效措施。
①T温度时，在2L容积固定不变的密闭容器中加入2.0 mol SO₂和1.0 mol O₂，5 min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，则υ(O₂)＝____________。
②在①的条件下，判断该反应达到平衡状态的标志是_______(填字母)。

A．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2	B．容器内气体的压强不变
C．容器内混合气体的密度保持不变	D．SO3的物质的量不再变化

E．SO₂的生成速率和SO₃的生成速率相等
③若反应初始时，在容器中加入1.5 mol SO₂和0.8 mol O₂，则平衡后二氧化硫的转化率       氧气的转化率（填大于、小于或等于）。
（3）烟气中的SO₂可以用NaOH溶液吸收，将所得的Na₂SO₃溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H₂SO₄，其原理如下图所示。（电极材料为石墨）

①图中a极要连接电源的（填“正”或“负”）_______极，C口流出的物质是_______。
②SO₃^2－放电的电极反应式为_____________________________________。
③电解过程中若消耗12.6gNa₂SO₃，则阴极区变化的质量为_______g(假设该过程中所有液体进出口密闭)。

明矾石的主要成分是K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·2Al₂O₃·6H₂O，还含有杂质Fe₂O₃。利用明矾石来制取纯净的Al₂O₃、K₂FeO₄和H₂SO₄的工艺流程如图所示。

请回答下列问题：
（1）焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al₂(SO₄)2Al₂O₃+6SO₂↑+3O₂↑，若生成102gAl₂O₃，转移的电子数目为                    .
（2）生成沉淀I的离子方程式为         ，沉淀II的化学式为               。
（3）溶液经加硫酸调节pH后，过滤，洗涤，可得沉淀I，证明沉淀I已洗涤干净的实验操作和现象是             。
（4）写出Cl₂将沉淀Ⅱ氧化为K₂FeO₄的化学方程式：           。
（5）从滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是                           。
（6） K₂FeO₄也可以铁为电极，通过电解浓的KOH溶液来制取，写出电解法制取K₂FeO₄的
阳极反应式：                    .

尿素[]是首个由无机物人工合成的有机物．
（1）工业上尿素由和在一定条件下合成，其反应方程式为．
（2）当氨碳比=4时，的转化率随时间的变化关系如图1所示．
①A点的逆反应速率v_逆（）B点的正反应速率v_正（）（填"大于""小于"或"等于"）．
②NH₃的平衡转化率为．
（3）人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图2所示．

①电源的负极为（填""或""）．
②阳极室中发生的反应依次为、．
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将；若两极共收集到气体13.44（标准状况），则除去的尿素为（忽略气体的溶解）．

如下图装置所示，是用氢氧燃料电池B进行的某电解实验：

(1)若电池B使用了亚氨基锂(Li₂NH)固体作为储氢材料，其储氢原理是：Li₂NH＋H₂＝LiNH₂＋LiH，则下列说法中正确的是________。

A．Li2NH中N的化合价是-1价	B．该反应中H2既是氧化剂又是还原剂
C．Li^＋ 和H^＋的离子半径相等	D．此法储氢和钢瓶储氢的原理相同

(2)在电池B工作时：
①若用固体Ca(HSO₄)₂为电解质传递H^＋，则电子由________极流出，H^＋向________极移动。（填“a”或“b”）
②b极上的电极反应式为：________________________________
③外电路中，每转移0.1 mol电子，在a极消耗________上的H₂（标准状况下）。
(3)若A中X、Y都是惰性电极，电解液W是滴有酚酞的饱和NaCI溶液，则B工作时：
①电解池中X极上的电极反应式是  ________________________________。
在X极这边观察到的现象是 _____________________________________。
②检验Y电极上反应产物的方法是 _________________________________。
③若A中其它均不改变，只将电极Y换成铁棒，可实现的实验目的是_____________________。

已知；①Fe(s)＋CO₂(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH＝a kJ·mol^－1，平衡常数为K；
②Fe₂O₃(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO₂(g)　ΔH＝b kJ·mol^－1。
测得在不同温度下，K值如下：

温度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2．40

（1）反应①为__________(选填“吸热”或“放热”)反应。
（2）若500 ℃时进行反应①，CO₂的起始浓度为2 mol·L^－1，CO的平衡浓度为      。
（3）下列关于反应①的说法正确的是           。
A．达到平衡后保持其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
B． 在500 ℃下反应，当c(CO₂)=c(CO)时，反应达到平衡状态
C．恒温恒容下，当容器内气体密度不再变化时，反应达到平衡状态
D．加压、升温和使用催化剂均可增大反应物的转化率
（4）由已知反应，写出Fe₂O₃(s)被CO(g)还原成FeO(s)的热化学方程式              。
（5）室温时在FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，当溶液pH为2．7时，Fe^3＋开始沉淀；当溶液pH为4时，c(Fe^3＋)＝__________mol·L^－1(已知：K_sp[Fe(OH)₃]＝4．0×10^－36)。
（6）新型锌空电池与锂电池相比，具有能量密度高、安全性好且成本低。该电池的总反应为2Zn+O₂===2ZnO，电解质溶液为KOH溶液，则负极的电极反应式为_______。
若以该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，为保证阴极有6．4g铜析出，理论上至少需要标准状况下　　　   L空气(空气中含氧气按20%计算)进入该电池。

(14分) 氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：

依据上图，完成下列填空：
在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的方程式为：      。
与电源负极相连的电极附近溶液pH      。(填“不变”“增大”或“减小”)
（2）如果粗盐中SO₄^2-含量较高，必须添加钡试剂除去SO₄^2-，该试剂可以选     。
a．Ba(OH)₂               b．Ba(NO₃)₂                  c．BaCl₂
（3）为有效除去Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2-，加入试剂的合理顺序为      (选a、b、c，多选扣分)。
a．先加NaOH，后加Na₂CO₃，再加钡试剂　
b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na₂CO₃
c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na₂CO₃
（4）在用阳离子交换膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl₂与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl₂与NaOH充分反应，产物最终仅有NaClO和H₂，相应的化学反应方程式为                         、                         。

（2014届北京市西城区高三4月一模考试理综化学试卷）
以铝灰（主要成分为Al、Al₂O₃，另有少量CuO、SiO₂、FeO和Fe₂O₃杂质）为原料，可制得液体聚合氯化铝Al_m（OH）_nCl_3m-n，生产的部分过程如下图所示（部分产物和操作已略去）。

已知某些硫化物的性质如下表：

（1）操作I是               。Al₂O₃与盐酸反应的离子方程式是                               。
（2）滤渣2为黑色，该黑色物质的化学式是                            。
（3）向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀，此时溶液的pH约为3．7。NaClO的作用是                             。
（4）将滤液3的pH调至4．2～4．5，利用水解反应得到液体聚合氯化铝。反应的化学方程式是                                 。
（5）将滤液3电解也可以得到液体聚合氯化铝。装置如图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极）。

①写出阴极室的电极反应：                                            。
②简述在反应室中生成聚合氯他铝的原理：                              。

根据右图回答以下问题：

（A、B均为碳棒，两池中溶液均足量）
（1）甲装置是    池，乙装置是      池且Fe极为    极，A极为       极
（2）A极的电极反应                      
（3）若甲池中Fe溶解0．3 mol，则乙池中产生气体的体积（标准状况）为       L，

X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期，且原子序数依次增大。X、Z同主族，可形成离子化合物ZX；Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃两种分子。
请回答下列问题：
（1）Y在元素周期表中的位置为________________。
（2）上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_______________（写化学式），非金属气态氢化物还原性最强的是_________________（写化学式）。
（3）Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有___________（写出其中两种物质的化学式）。
（4） X₂M的燃烧热ΔH ＝－a kJ·mol^－1，写出X₂M燃烧反应的热化学方程式：___________________________。
（5）ZX的电子式为___________；ZX与水反应放出气体的化学方程式为____。
（6）熔融状态下，Z的单质和FeG₂能组成可充电电池（装置示意图如下），反应原理为：

放电时，电池的正极反应式为_______________：
充电时，______________（写物质名称）电极接电源的负极；
该电池的电解质为___________________。

Ⅰ．通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。下表为一些化学键的键能数据

化学键	Si－Si	O=O	Si－O
键能/kJ·mol^－1	a	b	c

 
写出硅高温燃烧的热化学方程式          。
Ⅱ．利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。某研究小组设计了如右图所示的循环系统实现光分解水制氢。反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I₂和Fe³⁺等可循环使用。写出下列电解池中总反应的离子方程式：

电解池A                                 。
电解池B                                 。
（2）若电解池A中生成3．36 L H₂（标准状况），计算电解池B中生成Fe²⁺的物质的量为     mol。
Ⅲ．在一定的温度下，把2体积N₂和6体积H₂分别通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通容器中发生如下反应：N₂(g)＋3H₂(g） 2NH₃(g)；△H＜0，反应达到平衡后，测得混合气体为7体积。

请据此回答下列问题：
（1）保持上述反应温度不变，设a、b、c分别表示加入的N₂、H₂ 和NH₃的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同。
①a＝1，c＝2，则b＝      。在此情况下，反应起始时将向      反应方向（填“正”或“逆”）进行。
②若需规定起始时反应向逆方向进行，则c的取值范围是               。
（2）在上述恒压装置中，若需控制平衡后混合气体为6．5体积，则可采取的措施是            ，原因是                             。