高中化学探究电解池作用填空题

下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5．00％的NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和l00g 10．00％的K₂SO₄溶液．电极均为石墨电极。

（1）接通电源，经过一段时间后，测得e电极上收集到气体在标准状况下体积为4．48L，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
①电源的N端为                 极。
②电极b上发生的电极反应为               
③电解前后甲溶液 pH         ；乙溶液 pH          ；丙溶液 pH        。（填“变大”、“ 变小”或“不变”）
④电极b上生成的气体在标准状况下的体积           ；电极c的质量变化是            g。
（2）写出乙溶液中的电解反应方程式：            需加入          g          （填物质名称）复原。

如图装置，A、B中电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na₂SO₄滤纸条上的铂夹；电源有a、b两极。若在A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中，切断K₁，闭合K₂、K₃，通直流电，则：

（1）标出电源的正、负极，a为______________极。
（2）在湿的Na₂SO₄滤纸条中心滴KMnO₄溶液，现象为___________________。
（3）写出电极反应式：A中____________________B中__________________。
（4）若电解一段时间，A、B中均有气体包围电极。此时切断K₂、K₃，闭合K₁。电流表的指针偏转，则此时A极电极反应式为_________________________。

下图为相互串联的甲乙两个电解池，请回答：

（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A是                  极，材料是                  电极反应为              ，B是             极，材料是              ，电极反应为                   ，[电解质溶液为                。（注：杂质发生的电极反应不必写）电解后，原溶液中溶质的物质的量浓度          。（填“变大”“变小”和“不变”）
（2）乙池中若滴入少量酚酞试液，开始一段时间后，Fe极附近呈              色。
（3）若甲槽阴极增重12．8 g，则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积为               。
（4）若乙槽剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为                

纳米级Cu₂O是优良的催化剂和半导体材料，工业上常用下列方法制备Cu₂O。
（1）热还原法：加热条件下用液态肼（N₂H₄）还原新制Cu（OH）₂来制备纳米级Cu₂O，同时放出N₂．该制法的化学方程式为________________________________。
（2）电解法:以氢氧燃料电池为电源，用电解法制备Cu₂O装置如图所示。

①A的化学式为___________________________。
②燃料电池中，OH^-的移动方向为______________（填“由左向右”或“由右向左”）；电解池中，阳极的电极反应式为____________________________。
③电解一段时间后，欲使阴极室溶液恢复原来组成，应向其中补充一定量的_____________（填化学式）。
④制备过程中，可循环利用的物质为________________（填化学式）。
（3）干法还原法
利用反应Cu+CuOCu₂O也可制备Cu₂O。将反应后的均匀固体混合物（含有三种成分）等分为两份，一份与足量H₂充分反应后，固体质量减少6．4g；另一份恰好溶于500mL稀硝酸，生成标准状况下4．48LNO，该稀硝酸的物质的量浓度为_________________。

（一）已知水的电离平衡曲线如图所示，试回答下列问题：

（1）E对应的温度下，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与H₂SO₄溶液的体积比为_______            _
（2）B对应温度下，将pH＝11的苛性钠溶液V₁ L与pH＝1的稀硫酸V₂ L混合（设混合后溶液的体积与原两溶液体积之和），所得混合溶液的pH＝2，则V₁∶V₂＝___________________
（二）膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N₂O₅，装置图如下。

（1）A装置是________________，B装置是____________（填“原电池”或“电解池”）。
（2）N₂O₅在电解池的______________（填“c极”或“d极”）区生成，其电极反应式为__________________
（3）A装置中通入SO₂一极的电极反应式为              
（4）若A装置中通入SO₂的速率为2．24 L·min^－1（标准状况），为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则左侧水的流入速率应为_______________mL·min^－1。

如图为相互串联的甲乙两个电解池，甲池若为电解精炼铜的装置，请回答：

（1）A极材料和B极材料分别是
a．石墨、精铜      b．石墨、粗铜       c．粗铜、精铜      d．精铜、粗铜
（2）电解质溶液为                         。
（3）若甲槽阴极增重12．8g，则乙槽阴极放出气体在标准状况下的体积为                   。
（4）若乙槽剩余液体为400mL，求电解后得到碱液的物质的量浓度                         。

电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5．0~6．0之间，通过电解生成Fe（OH）₃沉淀。Fe（OH）₃有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，除去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示。

（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此 时，可向污水中加入适量的            。
a．BaSO₄   b．CH₃CH₂OH   c．Na₂SO₄   d．NaOH
（2）电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是
①．______________________；②．                 。
（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe（OH）₃沉淀的离子方程式是____________________。
（4）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH₄为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料作电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环（如图）。A物质的化学式是____________________。

粗锡的主要成分是锡，另外含有锌、铜、银、金等杂质。如图甲是工业上用电解法提
纯粗锡的一种工艺流程，电解装置如图乙所示。

（1）流程图中的硅氟酸（化学式为H₂SiF₆）是一种强酸，其中Si 的化合价为              ，其电离方程式为                 。
（2）硅氟酸有腐蚀性，能与SiO₂反应。电解粗锡可选取的电解槽有               （选填字母代号）。
a．玻璃电解槽          b．石英电解槽
c．塑料电解槽           d．蜡制电解槽
（3）粗锡为电极                （选填“a”或“b”），该电极为                  （选填“阳极”或“阴极”），电极反应式为              。
（4）阳极泥中含有的主要物质为                 （写化学式）。
（5）若电解时采用SnCl₂溶液作为电解液，当阴极增重11．90 g 时，电解质溶液减少的质量为0．54 g，则粗锡减少的质量为               （结果保留两位小数，不考虑进入阳极泥的物质）。

2015年8月12日23:30左右，天津滨海新区的一处集装箱码头发生爆炸，发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品氰化钠，数量为700吨左右。
资料：氰化钠化学式为NaCN，白色结晶颗粒或粉末，易潮解，有微弱的苦杏仁气味。剧毒，皮肤伤口接触、吸入、吞食微量可中毒死亡。熔点563．7℃，沸点1496℃。易溶于水，易水解生成氰化氢，水溶液呈强碱性，是一种重要的化工原料， 用于电镀、冶金和有机合成医药、农药及金属处理方面。
（1）用离子方程式表示其水溶液呈强碱性的原因：
（2）氰化钠要用双氧水或硫代硫酸钠中和。①用双氧水处理产生一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，请写出该反应的化学方程式                             ；
②用硫代硫酸钠中和的离子方程式为CN^-+S₂O₃^2-===A+SO₃^2-，A为              （填化学式）。
（3）含氰废水中的CN^－有剧毒。
①CN^－中C元素显+2价， N元素显-3价，则非金属性N                  C（填<,=或>）
②在微生物的作用下，CN^－能够被氧气氧化成HCO₃^-，同时生成NH₃，该反应的离子方程式为               。
③用如图所示装置除去含CN^－、Cl^－废水中的CN^－时，控制溶液PH为9~10，阳极产生的ClO^－将CN^－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是

A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式为：Cl^－ + 2OH^－－2e^－= ClO^－ + H₂O
C．阴极的电极反应式为：2H₂O + 2e^－ = H₂↑ + 2OH^－
D．除去CN^－的反应：2CN^－+ 5ClO^－ + 2H⁺ ===N₂↑ + 2CO₂↑ + 5Cl^－+H₂O
（4）过碳酸钠（2Na₂CO₃·3H₂O₂）是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂,也可用于含氰废水的消毒。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下：

已知：2Na₂CO₃（aq）+ 3H₂O₂（aq） 2Na₂CO₃·3H₂O₂（s）ΔH < 0，请回答下列问题：
①下列物质中，不会引起过碳酸钠发生氧化还原反应的有                。
A．FeCl₃ B．CuSO₄C．Na₂SiO₃ D．KCN
②准确称取0．2000g过碳酸钠于250mL锥形瓶中，加50 mL蒸馏水溶解，再加50 mL2．0 mol·L^-1 H₂SO₄，用0．02000mol·L^-1 KMnO₄标准溶液滴定至终点时消耗30．00 mL，则产品中H₂O₂的质量分数为              。
[反应6KMnO₄ + 5（2Na₂CO₃·3H₂O₂）+19H₂SO₄ = 3K₂SO₄ + 6MnSO₄ +10Na₂SO₄ +10CO₂ ↑ +15O₂↑+34H₂O]

(12分)某反应中反应物与生成物有：FeCl₂、FeCl₃、CuCl₂、Cu。
 
（1）将上述反应设计成原电池如图甲所示，请回答下列问题：
①图中X溶液的溶质是____（填化学式），Cu电极上发生的电极反应方程式为           。
②原电池工作时，盐桥中的_____________ (填“K^＋”或“Cl^－”)不断进入X溶液中。
（2）将上述反应设计成电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量关系如图丙，请回答下列问题：
①M是直流电源的__________极；图丙中的②线是_________的物质的量的变化。
②当电子转移为2mol时，向乙烧杯中加入________ L5mol·L^－1NaOH溶液，才能使溶液中所有的金属阳离子沉淀完全。
（3）铁的重要化合物高铁酸钠(Na₂FeO₄)是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。
①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe＋2NaOH＋2H₂ONa₂FeO₄＋3H₂↑，则电解时阳极的电极反应方程式为__________________________________。
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe(OH)₃生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为___________________________________。

(9分)如下图装置所示，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极附近呈红色。请回答：

（1）B极是电源的       ，一段时间后，甲中溶液颜色                ，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。
（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是13时（此时乙溶液体积为500mL），丙中镀件上析出银的质量为         ，甲中溶液的pH       （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是                      。

(10分) （1）远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的________腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的________极(填“正”或“负”)相连。
（2）基态Fe原子有             个未成对电子，Fe²⁺的电子排布式为                    。可用铁氰化钾溶液检验 Fe²⁺，发生反应的离子方程式为                                   。
（3）用惰性电极电解200mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积变化)，通电一段时间后，若向所得的溶液中加入0.1molCu (OH)₂，溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移电子的物质的量为________ mol。
（4）用铂作电极电解AlCl₃溶液的总反应离子方程式为                                     。

火力发电厂释放出大量氮氧化合物（NOx）、SO₂和CO₂等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
（1）脱硝。利用甲烷催化还原NO_x：
CH₄(g）＋ 4NO₂(g）＝4NO(g）＋ CO₂(g）＋ 2H₂O(g） △H₁＝－574 kJ/mol
CH₄(g）＋ 4NO(g）＝2N₂(g）＋ CO₂(g）＋ 2H₂O(g） △H₂＝－1160 kJ/mol
甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为            。
（2）脱碳。将CO₂转化为甲醇：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g）  △H₃
       
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答：0～10 min内，氢气的平均反应速率为    mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO₂(g)和1 mol H₂O(g)，则平衡         （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
②如图2，25℃时以甲醇燃料电池（电解质溶液为稀硫酸）为电源来电解300mL 某NaCl溶液，正极反应式为       。在电解一段时间后，NaCl溶液的pH值变为13（假设NaCl溶液的体积不变），则理论上消耗甲醇的物质的量为      mol。
③取五份等体积的CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH）与反应温度T的关系曲线如图3所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₃     0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后，与一定量氨气、空气反应，生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是       (用离子方程式表示)；室温时，向(NH₄)₂SO₄,溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性，则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na^＋）      c(NH₃·H₂O)。（填“＞”、“＜”或“＝”）

氧元素性质活泼，在众多的含氧化合物中氧元素显-2价，但也能形成一定数量的显正价的化合物。
（1）OF₂是一种棕黄色有恶臭的气体，有极强的氧化性。
①OF₂中氧元素的化合价为      。
②将F_z通入稀的NaOH溶液中可得到OF₂、盐等物质，相应反应的化学方程式为____。
（2）过氧化氢是一种绿色氧化剂、还原剂，工业上有多种方法制备H₂O₂。
①研究表明，H2O2相当于二元弱酸，则它的一级电离方程式为         ，已知常温下1L的H₂O₂相当于48．3 mol，其K₁≈1．67×10 ^-12．则该温度下H₂O₂中c(H⁺)约为      ，写出它与足量Ba(OH)₂反应的化学方程式为         。
②乙基蒽醌法是制备过氧化氢最常用的方法，其主要过程可以用下图表示，写出此过程的总反应方程式   

③空气阴极法制备H₂O₂是一种环境友好型、节能型制备方法，电解总方程式，
则阳极上电极反应式为            。
（3）氧也能与钾元素形成K₂O、K₂O₂、KO₂、KO₃等氧化物，其中KO₂是一种比Na₂O₂效率高的供氧剂，写出它与CO₂反应的化学方程式              。

据报道，苹果公司开发了一种以液态甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可连续使用一个月．下图是一个电化学过程的示意图．

已知甲池的总反应式为：2CH₃OH＋3O₂＋4KOHK₂CO₃＋6H₂O 请填空：
（1）充电时：①原电池的负极与电源______极相连,②阳极的电极反应为________．
（2）在此过程中若完全反应，乙池中B极的质量增加648g，则甲池中理论上消耗O₂____L（标准状况下）．
（3）电解制备Al(OH)₃时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为           。