高中化学探究电解池作用填空题

NH₄NO₃主要用作肥料、军用炸药、冷冻剂、制造笑气等。
（1）铵态氮肥NH₄NO₃________(填“能”或“不能”)与草木灰混合施用，用盐类水解的知识简述原因__________。
（2）NH₄NO₃受热分解温度不同，分解产物也不同。在185～200°C时，NH₄NO₃分解生成笑气(N₂O)和水，分解生成的氧化产物与还原产物的质量比为__________。超过400°C，NH₄NO₃剧烈分解生成N₂、NO₂和H₂O，并发生爆炸，若32g NH₄NO₃爆炸放出12.3 kJ的热量，则NH₄NO₃分解爆炸的热化学方程式为______________。
（3）电解NO制备 NH₄NO₃，其工作原理如图所示，阴极反应式为___________________；电解反应的总方程式为___________________；为使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需补充物质A，A是__________。

硫的化合物在科研、生活及化学工业中具有重要的应用。
（1）在废水处理领域中，H₂S或Na₂S能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25℃，在0.10 mol•L^-1H₂S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S^2-)关系如下表（忽略溶液体积的变化、H₂S的挥发）。

pH	3	5	7	9	11
c(S^2-)/ mol•L^-1	1.4×10^-15	1.4×10^-11	6.8×10^-8	1.3×10^-5	1.3×10^-3

某溶液含0.020 mol•L^-1Mn²⁺、0.1 mol•L^-1H₂S，当溶液的pH=5时，Mn²⁺开始沉淀，则MnS的溶度积=________________。
（2）工业上采用高温分解H₂S制取氢气，其反应为2H₂S(g)2H₂(g)+S₂(g) △H₁，在膜反应器中分离出H₂。
①已知：H₂S(g)H₂(g)+S(g) △H₂，2S(g)S₂(g)△H₃。则△H₁=_______（用含△H₂、△H₃的式子表示。
②在密闭容器中，充入0.10molH₂S(g)，发生反应2H₂S(g)2H₂(g)+S₂(g)，控制不同的温度和压强进行实验。结果如图所示。

图中压强p₁、p₂、p₃由大到小的顺序为_______________，理由是_________________。若容器的容积为2.0L，则压强为p₃，温度为950℃时，反应经3h达到平衡，则达到平衡时v(S₂)=__________；若压强p₂=7.2MPa，温度为975℃时，该反应的平衡常数Kp=_____________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数），若保持压强不变，升温到1000℃时，则该反应的平衡常数___________（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）工业上用惰性电极电解KHSO₄饱和溶液制取H₂O₂，示意图如图所示：

①低温电解饱和KHSO₄溶液时阳极的电极反应式为_________________。
②K₂S₂O₈水解时生成H₂O₂和KHSO₄，该反应的化学方程式为_________________。

氯碱工业是以电解饱和食盐水为原理的重要化工生产业。
（1）电解饱和食盐水的化学方程式是                              
（2）电解时阳极区溶液的pH用盐酸控制在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用               ；
（3）用于电解的食盐水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质。某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的    (填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的______________(填化学式)和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO₄^2-,解释其原因            
[已知:K_sp(BaSO₄)=1.1×10^-10、K_sp(BaCO₃)=5.1×10^-9]。 
（4）食盐水中若含有NH₄⁺，会在阳极产生难溶于水的NCl₃，写出该电极反应式_________________

如下图所示的实验装置，丙为酚酞溶液润湿的淀粉碘化钾试纸，m、n为夹在滤纸两端的铂夹。丁为直流电源，x、y为电源的两极。G为电流计，电极均为石墨电极。闭合K₂、断开K₁，一段时间后，A极产生的气体体积为44.8ml、B极产生的气体体积为22.4ml(都已换算成标况下的体积)，回答下列问题：

（1）M溶液可能是        （填序号）。
A．KCl溶液   B．Ba(OH)₂溶液   C．KNO₃溶液   D．CuCl₂溶液
（2）乙池中盛有足量的硫酸铜溶液，D电极上的电极反应式为                 ，此时向溶液中加入________克_________可以使溶液完全复原。
（3）滤纸丙上m点附近变为_____色，n点附近变为_____色，
（4）继续电解一段时间后，甲池中A、B极均部分被气体包围，此时闭合K₁，断开K₂，发现电流计G指针发生偏转，若M为硫酸溶液，写出B电极上发生的反应式__________

如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图。M、N两电极的质量相同，其中一个为银电极一个为铁电极。

（1）写出通入甲烷的铂电极上的电极反应式为__________________________。 
（2）若一段时间后M与N两电极的总质量不变，则N电极是             。此时两电极质量差为5.4g，甲池中理论上消耗氧气          mL(标准状况)
（3）若一段时间后M与N两电极的总质量增加4g，N电极质量变化为________克。

短周期元素形成的常见非金属固体单质A与常见金属单质B，在加热条件下反应生成化合物C，C与水反应生成白色沉淀D和气体E，D既能溶于强酸，也能溶于强碱。E在足量空气中燃烧产生刺激性气体G，G在大气中能导致酸雨的形成。E被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液F。溶液F空气中长期放置发生反应，生成物之一为H。H与过氧化钠的结构和化学性质相似，其溶液显黄色。
（1）单质A是一种黄色固体，组成单质A的元素在周期表中的位置是________________。用物理方法洗去试管内壁的A，应选择的试剂是_______________；化学方法洗去试管内壁的A是发生歧化反应生成两种盐，但这两种盐在强酸性条件下不能大量共存，请写出化学方法洗去试管内壁的A时发生的化学反应方程式______________________________。
（2）工业上获得B时常使用电解法，请写出阳极反应的电极反应_________________。
（3）FeCl₃溶液中的Fe³⁺可以催化G与氧气在溶液中的反应，此催化过程分两步进行，请写出Fe³⁺参与的第一步反应的离子反应方程式_____________________________。
（4）工业上吸收E常用氨水，先生成正盐最终产物为酸式盐。E与该正盐反应的化学方程式___________________________.
（5）将D溶于稀硫酸，向恰好完全反应后所得的溶液中加入过量氢氧化钡溶液，则加入氢氧化钡溶液的过程中的现象是_____________________________。
（6）G与氯酸钠在酸性条件下反应可生成消毒杀菌剂二氧化氯。该反应的氧化产物为__________，当生成2mol二氧化氯时，转移电子___________mol。
（7）H的溶液与稀硫酸反应的化学方程式______________________________。

如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。请回答：

（1）B极是电源的        极。C电极上的电极反应式：                        。
（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为                                   。
（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是         (填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是          溶液。当乙中溶液的pH=13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为                   。
（4）丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明               ，在电场作用下向Y极移动。

液氨气化后，分解产生的氢气可作为氢氧燃料电池的燃料。氨气分解反应的热化学方程式如下：
2NH₃(g)  N₂ (g) + 3H₂(g)  DH =" +" a kJ·mol^-1
请回答下列问题：
（1）已知：2H₂ (g) + O₂ (g) =2H₂O(l)  DH =" -" b kJ·mol^-1
NH₃ (g)  NH₃(l)  DH =" -" c kJ·mol^-1
则4NH₃(l) + 3O₂ (g) = 2N₂ (g) + 6H₂O(l) 的DH =             kJ·mol^-1。
（2）水能发生电离：2H₂O(l) H₃O⁺+OH^-，液氨也能发生类似的电离。请写出液氨的电离方程式       。
（3）实验室用Pt电极对液氨进行电解可以得到H₂和N₂ ，若电解过程中阳极收集得到4.48L气体（标况），则转移的电子的数目是           ，标准状况下阴极得到的气体的质量为         g。

Ⅰ在右图所示装置中，U形管内装满稀H₂SO₄，a为铁电极，b为多孔石墨电极。

①断开K₂接通K₁时，为_____________极，b电极上的电极反应式为________________；
②断开K₁时接通K₂，a为_____________极；该电极上的电极反应式是____________一段时间后，溶液的pH_________(填“增大”、“减小”或“不变”)
Ⅱ、双隔膜电解池的结构示意简图如图所示，利用该装置可以电解硫酸钠溶液以制取硫酸和氢氧化钠，并得到氢气和氧气。

a气体为______________，B溶液为________________；C隔膜为____________(阳离子交换膜、阴离子交换膜)，该电解反应的总方程式可表示为_______________________。

氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛 。
（1）传统工业上利用氨气合成尿素
①以CO₂与NH₃为原料合成尿素的主要反应如下：
2NH₃(g)＋CO₂(g)＝NH₂CO₂NH₄(s)    ΔH＝-159．47kJ/mol
NH₂CO₂NH₄(s)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)   ΔH＝+72．49kJ/mol
反应2NH₃(g)＋CO₂(g)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)    ΔH＝_____________kJmol。
②液氨可以发生电离：2NH₃(l)NH₂^－+NH₄^＋，COCl₂和液氨发生“复分解”反应生成尿素，写出该反应的化学方程式______________。
（2）氨气易液化，便于储运，可利用NH₃作储氢材料已知：2NH₃(g)N₂(g)+3H₂(g) ΔH＝+92．4 kJ/mol 。
①氨气自发分解的反应条件是________________（填“低温” 或 “高温”）。
②其他条件相同，该反应在不同催化剂作用下反应，相同时间后，氨气的转化率随反应温度 的变化如图所示。

在600℃时催化效果最好的是________________（填催化剂的化学式）。c点氨气的转化率高于b点， 原因是________________。
（3）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH₃表示)和氯化物，把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池（电极为惰性材料）进行电解除去NH₃，净化污水。该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N₂。
①写出电解时A极的电极反应式：________________。
②写出第二步反应的化学方程式：__________________。

甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO₂和H₂在一定条件下反应合成甲醇。
（1）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：                    。
（2）甲醇脱氢可制取甲醛CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题：

①600K时，Y点甲醇的υ(逆)         (正)（填“>”或“<”）
②从Y点到X点可采取的措施是____________________________。
③有同学计算得到在t­₁K时，该反应的平衡常数为8.1mol·L^－1。你认为正确吗？请说明理由                          。
（3）纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中，使用不同方法制得的Cu₂O（Ⅰ）和（Ⅱ）分别进行催化CH₃OH的脱氢实验：CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g)
CH₃OH的浓度（mol·L^－1）随时间t (min)变化如下表：

序号	温度	0	10	20	30	40	50
①	T1	0.050	0.0492	0.0486	0.0482	0.0480	0.0480
②	T1	0.050	0.0488	0.0484	0.0480	0.0480	0.0480
③	T2	0.10	0.094	0.090	0.090	0.090	0.090

可以判断：实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H₂)＝               ；实验温度T₁         T₂（填“>”、“<”）；催化剂的催化效率：实验①               实验②（填“>”、“<”）。
（4）电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后Co³⁺将甲醇氧化成CO₂和H⁺（用石墨烯吸附除去Co²⁺）。现用如下图所示装置模拟上述过程， 除去甲醇的离子方程式为                            。

（1）已知H-H 键能为436 kJ·mol^－1，H-N键键能为391 kJ·mol^－1，根据化学方程式： N₂（g）+3 H₂（g）=2NH₃（g） ΔH=－92.4kJ·mol^－1。则N≡N键的键能是             
（2）事实证明，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．2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(1) △H < 0
C．NaOH(aq) + HC1(aq) =" NaC1(aq)" + H₂O(1) △H < 0
（3）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应式__________。
（4）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图中电解池相连，其中为 a电解液，X和Y均为惰性电极，则

① 若a为CuSO₄溶液，则电解时的化学反应方程式为               。
②若电解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，当阳极产生的气体672 mL（标准状况下）时，溶液的pH=_______________（假设电解后溶液体积不变）。

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^—

如图1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，测得乙中c电极质量增加了16g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2。据此回答下列问题：

（1）电极b上发生的电极反应为                             。
（2）写出乙烧杯的电解池总反应化学方程式                                 。
（3）用惰性电极电解B溶液，当阳离子浓度下降至一半时停止通电，加入下列物质不能使该溶液恢复至起始状态的是        。
A、Cu₂O     B、CuO     C、Cu(OH)₂    D、CuCO₃
（4）如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行       （填“能”或“不能”）。
（5）计算电极e上生成的气体在标准状态下的体积           。
（6）要使丙烧杯溶液恢复到原来的状态，操作是               。

氮氧化合物是大气污染的重要因素。
（1）汽车排放的尾气中含NO，生成NO的反应的化学方程式为           。
（2）采取还原法，用炭粉可将氮氧化物还原。
已知： N₂(g)＋O₂(g)=2NO(g)  ΔH＝＋180.6 kJ·mol^－1
C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)  ΔH＝－393.5 kJ·mol^－1
则反应 C(s)＋2NO(g)=CO₂(g)＋N₂(g)  ΔH＝________kJ·mol^－1。
（3）将NO₂变成无害的N₂要找到适合的物质G与适当的反应条件，G应为         （填写“氧化剂”或“还原剂”）。下式中X必须为无污染的物质，系数n可以为0。
NO₂ + G  N₂ + H₂O + nX（未配平的反应式）。
下列化合物中，满足上述反应式中的G是           （填写字母）。
a．NH₃         b．CO₂         c．SO₂         d．CH₃CH₂OH
（4）治理水中硝酸盐污染的方法是：
①催化反硝化法中，用H₂将NO₃^-还原为N₂，一段时间后， 溶液的碱性明显增强。则反应的离子方程式为：              。
②在酸性条件下，电化学降解NO₃^-的原理如下图，电源正极为：            （选填“A”或“B”），阴极反应式为：                 。

某学生欲用电解纯净CuSO₄溶液的方法来测定铜的相对原子质量。其实验过程如图所示：

（1）步骤①所加的A的化学式为           ；已知：常温下Fe(OH)₃的溶度积K_sp=8.0×10^-38，Cu(OH)₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol·L^－1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO₄的浓度为3.0 mol·L^－1，则加入A调pH范围是_____     ___    (已知lg2=0.3)
（2）步骤②中所用的部分仪器如右图：则A应接在直流电源的        极(填“正”或“负” )。

（3）石墨电极上的电极反应式                   。
（4）下列实验操作中必要的是(填字母)            。

A．称量电解前电极的质量

B．电解后，电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗

C．刮下电解后电极上析出的铜，并清洗、称重

D．电极在烘干称重的操作中必须按“烘干→称重→再烘干→再称重”进行

E．在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法
（5）铜的相对原子质量为                    (用带有n、V的计算式表示)。
（6）若②用甲醇—O₂—熔融碳酸盐电池提供电能，写出该电池负极的电极反应式