所属成套资源:2022届高三化学一轮高考复习常考题型(共83份)
2022届高三化学一轮高考复习常考题型:80电解原理的应用总合练习
展开这是一份2022届高三化学一轮高考复习常考题型:80电解原理的应用总合练习,共21页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上,开发和利用矿物资源有重要的意义等内容,欢迎下载使用。
www.ks5u.com
2022届高三化学一轮高考复习常考题型:80电解原理的应用总合练习
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
一、单选题(共15题)
1.电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。下列叙述正确的是
A.电解时以硫酸铜溶液作电解液,精铜作阳极
B.粗铜与电源负极相连,发生氧化反应
C.阳极上发生的反应有Fe-2e-=Fe2+
D.电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥
2.用石墨电极电解饱和食盐水,下列分析错误的是
A.得电子能力:H+>Na+,故阴极得到H2
B.水电离平衡右移,故阴极区得到OH-
C.失电子能力:Cl->OH-,故阳极得到Cl2
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后,溶液呈中性
3.上海交通大学周保学教授等人提出了一种如图所示的光电催化体系,该体系在实现烟气脱SO2的同时,获得H2O2。下列说法不正确的是
A.阴极反应为:2H+ + O2 + 2e-= H2O2
B.该装置将光能和化学能转化为电能
C.每生成1 mol SO,伴随着1 mol H2O2的生成
D.交换膜a为阴离子交换膜,交换膜b为阳离子交换膜
4.海洋中有丰富的“食品、矿产、能源、药物和水产资源”等,下列说法正确的是
A.第①步中除去粗盐中的SO、Ca2+、Mg2+等杂质,加入药品的顺序为:Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、过滤后加盐酸
B.工业上通过电解氯化钠溶液制取金属钠
C.第③步到第⑤步的目的是为了富集溴元素
D.第④步离子方程式为SO2+Br2+2H2O=2HBr+2H++SO
5.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是
A.电解时以精铜作阳极
B.电解时阴极发生氧化反应
C.粗铜连接电源负极,其电极反应式是Cu-2e-=Cu2+
D.电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
6.用三室电解槽处理废水中的,模拟装置(a为石墨电极﹐b为铁电极)如图所示。下列说法错误的是
A.离子交换膜d是阴离子交换膜
B.b极的电极反应式为:
C.电解一段时间后,阴极室溶液中的pH增大
D.电解一段时间后,气体甲是混合气体
7.开发和利用矿物资源有重要的意义。某厂用无机矿物资源生产部分材料,其产品流程示意图如下,下列有关说法不正确的是
A.制取粗硅时生成的气体产物为CO
B.生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应
C.粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次分馏的方法
D.电解精炼铜时,当电路中转移0.2mol电子时阴极质量增加6.4g
8.二氧化碳的捕获技术备受瞩目,一种应用电化学原理捕获二氧化碳的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.捕获过程中两极区碳元素的化合价均发生变化
B.二氧化碳的捕获在阳极区完成
C.阳极的电极反应式为2C2O—4e—=4CO2↑+O2↑
D.导线中通过2mole—时生成1molC
9.二氧化氯是国际上公认的高效、广谱、安全的杀菌消毒剂,如图是用石墨做电极通过电解法制取的工艺。下列说法正确是
A.电极A接电源的负极
B.为阳极产物
C.阴极溶液的pH将减小
D.阴极产生气体时,通过阳离子交换膜的阳离子数为
10.2021年3月22日“世界水日”主题是“ValuingWater”,利用电渗析法(如图所示)实现了对海水进行淡化和浓缩的分离,以供所需。下列说法不正确的是
A.海水淡化的常用方法还有蒸馏法和离子交换法等
B.各间隔室的排出液中,①③⑤为浓缩海水⑥含烧碱
C.每产生,通过离子交换膜的或为
D.离子交换膜b为阴离子交换膜
11.以NaClO2溶液和NaCl溶液为原料,采用电解法制备ClO2气体具有效率高和产品纯度高的优点,其原理如图所示。下列有关说法正确的是
A.电解时化学能转化为电能
B.电解时NaCl溶液浓度保持不变
C.电解时Na+由b极区向a极区迁移
D.电解时阳极的电极反应式为ClO-e-=ClO2↑
12.甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种在500℃时,含氧离子()的熔融碳酸盐中电解甲烷的方法,实现了以无水、零排放的方式生产和C.反应原理如右图所示。下列说法正确的是
A.X为电源的阳极
B.Ni—YSZ电极上发生的电极反应方程式为
C.电解一段时间后,熔融盐中的物质的量减少
D.该条件下,每产生1g,电路中转移2mol电子
13.图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验的微观示意图(X、Y均表示石墨电极,且与直流电源连接方式相同,表示水分子)。下列说法正确的是
A.图b说明通电后发生了:NaCl=NaCl++Cl-
B.能导电的装置中,Y电极产物相同
C.NaCl是电解质,在上述a、b、c三种状态下都能导电
D.Y电极与电源负极相连
14.ClO2是一种高效、安全消毒剂。利用电解产生的H2O2与溶液中的NaClO3反应制备ClO2,装置如图所示。下列说法正确的是
A.电源电极电势:a<b
B.阴极的电极反应式:
C.电解过程中H+移动方向: B→A
D.产生ClO2的反应:
15.我国科技工作者设计了如图所示的电化学装置,实现了两电极体系中甲酸和辛腈[]的高选择性合成。下列说法正确的是
A.电极连接电源的正极
B.负极区的反应为
C.电解过程中,溶液中的从左边移向右边
D.理论上有参与反应,会有辛腈生成
第II卷(非选择题)
二、填空题(共5题)
16.电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。是制造高铁电池的重要原料,同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产。
(1)阳极的电极反应为_______。
(2)阴极产生的气体为_______(填物质名称)。
(3)左侧的离子交换膜为_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜,_______(填“>”“<”或“=”)。
17.Ⅰ.如下图为相互串联的甲、乙两个电解池(电极都是惰性电极),
请回答:
(1)写出甲电解池中的电解反应方程式:甲___________。
(2)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___________。
(3)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___________。
Ⅱ.将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有食盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示),在每次实验时,记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下:
金属
电流方向
电压/V
A
Cu→A
+0.78
B
B→Cu
-0.15
C
Cu→C
+1.35
D
Cu→D
+0.30
已知:构成两电极的金属其活动性相差越大,电压表读数越大。请依据表中数据判断:
(1)___________金属可能是最强的还原剂。(填字母)
(2)___________金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。(填字母)
(3)若滤纸不用盐溶液浸润而改用NaOH溶液浸润,则在滤纸上能看到有蓝色沉淀析出的是___________(填字母)。金属对应的原电池的正极电极反应式为___________。
18.某科研小组设计利用甲醇(CH3OH)燃料电池(酸性溶液作离子导体),模拟工业电镀、精炼和海水淡化的装置如下。
(1)甲装置中c口通入的气体是____,A电极的电极反应式为_____。
(2)乙装置用来模拟精炼和电镀。
①若用于粗铜的精炼,装置中电极C是_____(填“粗铜”或“纯铜”),工作一段时间后,电解质CuSO4溶液的浓度将_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
②若用于电镀金属银,则电镀液宜使用_____溶液,镀件是_____(填“C”或“D”)。
(3)电渗析法是海水淡化的常用方法,某地海水中主要离子的含量如下表,现利用“电渗析法”进行淡化,技术原理如图丙所示(两端为惰性电极,阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过)。
离子
Na+
K+
Ca2+
Mg2+
Cl-
含量/mg·L-1
9360
83
200
1100
16000
1200
118
①淡化过程中在__室中易形成水垢[主要成分CaCO3和Mg(OH)2],该室中除发生电极反应外,还发生反应的离子方程式为__。
②产生淡水的出水口为__(选填“e”、“f”、“j”)。
19.为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行实验,回答下列问题。
Ⅰ.用甲装置进行第一组实验:
(1)在保证电极反应不变的情况下,下列材料不能代替插入硫酸铜溶液中的Cu电极的是___________(填序号)。
A.石墨 B.镁 C.银 D.铂
(2)实验过程中,SO(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象有___________。
Ⅱ.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现,两极均有气体产生,Y极溶液逐渐变成紫红色,停止实验后观察到铁电极明显变细,电解液仍澄清。查阅资料知,高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息,填写下列空白:
(3)电解过程中,X极溶液的pH___________(填“增大”、“减小”或者“不变”)。
(4)电解过程中,Y极发生的电极反应为___________和___________。
(5)另一小组同学将乙装置中6 mol/L NaOH溶液换成1 mol/L NaCl溶液,发现铁电极附近逐渐变成浅绿色,该小组同学认为铁电极附近溶液中生成了Fe2+,为了验证这一猜测,应使用___________(填试剂名称)来检验,现象为___________ ,则证明该小组同学猜想正确。
(6)下图中,Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图。
①该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜,a处电极上发生的电极反应为___________。
②Ⅱ中电解前CuSO4溶液的浓度为3 mol/L,若维持电流强度为1 A,电池工作十分钟,理论上消耗Ⅰ中的CH4___________ g(计算结果保留两位有效数字,已知F=96500 C·mol-1),此时电解池中CuSO4溶液的浓度为___________。
20.氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业,回答下列问题:
(1)工业电解饱和溶液的化学方程式为_______。
(2)氯碱工业中采取膜技术,若阳离子交换膜损伤会造成阳极能检测到,产生的电极反应式为_______。下列生产措施有利于提高产量、降低阳极含量的是_______。
a.定期检查并更换阳离子交换膜
b.向阳极区加入适量盐酸
c.使用Cl-浓度高的精制饱和食盐水为原料
d.停产一段时间后,继续生产
(3)氯碱工业是高耗能产业,按下图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上,且相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。
①图中装置I和装置II中属于原电池的是_______(选填装置编号)。
②X的化学式为_______;Y在装置II中发生的电极反应为_______。
③图中氢氧化钠质量分数大小关系为a%_______b%。(选填“>”、“=”或“<”)
参考答案
1.C
【详解】
A.电解精炼铜时以硫酸铜溶液为电解质溶液,粗铜作阳极,精铜作阴极,A错误;
B.粗铜作阳极,与电源的正极相连,B错误;
C.Fe比Cu活泼,电解时优先发生失电子的氧化反应:,C正确;
D.Fe、Zn等比Cu活泼,电解时Fe、Zn等在阳极发生失电子的氧化反应,生成、,等进入电解质溶液中,Ag等活动性不如Cu的杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥,D错误;
答案选C。
2.D
【详解】
A.得电子能力:,电解饱和食盐水阴极发生反应:,故A正确;
B.电解饱和食盐水过程中,被消耗,促进水的电离,阴极消耗同时得到,故B正确;
C.失电子能力:,电解饱和食盐水,阳极发生反应:,阳极得到,故C正确;
D.电解池中,总反应方程式为,所以溶液呈碱性,故D错误;
故选D。
3.B
【分析】
根据装置知道,左侧电极为二氧化硫转化为硫酸根离子的过程,S元素化合价升高,失电子,做阳极,则直流电源的左侧是正极,右侧是阴极,为氧气得电子的还原反应转化为过氧化氢的过程,据此分析解题。
【详解】
A.右侧是阴极,为氧气得电子的还原反应转化为过氧化氢的过程,反应为:2H+ + O2 + 2e-= H2O2,A正确;
B.该装置将光能和化学能,电能也转化为化学能,B错误;
C.二氧化硫转化为硫酸根离子,每生成1mol硫酸根离子,伴随2mol电子转移,根据电子守恒,得到过氧化氢是1mol,C正确;
D.根据装置知道,氢氧根离子靠近阳极的交换膜进入阳极参加反应,a应该为阴离子交换膜;氢离子通过靠近阴极的交换膜进入阴极参加反应,b应该是阳离子交换膜,D正确;
答案选B。
4.C
【详解】
A.粗盐提纯应先加入BaCl2溶液,后加入Na2CO3溶液,NaOH溶液加入顺序随意,描述错误,不符题意;
B.制取金属钠需电解熔融态NaCl,描述错误,不符题意;
C.溴离子在海水中浓度很低,第一次制得溴单质直接萃取分离的成本过高,处理也很麻烦,故需用SO2的水溶液再次吸收Br2,获得高浓度的Br-溶液,描述正确,符合题意;
D.HBr是强电解质,离子方程式中需拆写为离子形式,方程式拆写错误,不符题意;
综上,本题选C。
5.D
【详解】
A.电解法精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极,A项错误;
B.电解时阴极发生还原反应,B项错误;
C.电解法精炼铜时,粗铜作阳极,连接电池正极,C项错误;
D.Cu比Ag、Pt活泼,故Ag、Pt在阳极比Cu难于失去电子,因此不能溶解进入溶液,最终以阳极泥的形式沉淀出来,D项正确;
答案选D。
6.B
【详解】
A.根据装置图可知,铁电极为阳极,氯化铵溶液中的通过阴离子交换膜向阳极移动,A正确;
B.铁电极是活性电极,阳极上Fe失电子发生氧化反应生成,电极反应式为,B错误;
C.电解时,阴极水得电子生成和,溶液中增大,溶液pH增大,C正确;
D.电解时,溶液中向阴极室移动,与阴极生成的反应生成氨气,因此气体甲是氨气和氢气的混合气体,D正确;
答案选B。
7.B
【详解】
A. 热稳定性:CO强于CO2,在高温下制取粗硅时生成的气体产物为CO,故A正确;
B. 生产铝、铜、高纯硅的过程中都涉及氧化还原反应,工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石,碳酸钠与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钠和二氧化碳.该反应的化学方程式为:Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑,碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳,该反应的化学方程式为:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑,生产玻璃过程中不涉及氧化还原反应,故B错误;
C. 粗硅制高纯硅的过程中,利用沸点不同进行分馏,将SiCl4从杂质中提取出来,再与H2发生置换反应得到高纯硅,故C正确;
D. 电解精炼铜时,阴极上析出的是铜,当电路中转移0.2mol电子时阴极质量增加6.4g,故D正确;
故选B。
8.C
【分析】
由图可知,该装置为电解池,左侧电极为电解池的阳极,C2O离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氧气,生成的二氧化碳与氧离子反应生成C2O离子,电极反应式为2C2O—4e—=4CO2↑+O2↑,右侧电极为阴极,二氧化碳与氧离子反应生成CO离子,CO离子在阴极得到电子生成碳和氧离子,电极反应式为CO+4e—=C+3O2—。
【详解】
A.由分析可知,阳极区C2O离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氧气时,碳元素的化合价没有发生变化,故A错误;
B.由分析可知,阳极区二氧化碳只是参与循环,未被捕获,故B错误;
C.由分析可知,左侧电极为电解池的阳极,C2O离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氧气,电极反应式为2C2O—4e—=4CO2↑+O2↑,故C正确;
D.由分析可知,右侧电极为阴极,CO离子在阴极得到电子生成碳和氧离子,电极反应式为CO+4e—=C+3O2—,由电极反应式可知,导线中通过2mole—时生成0.5molC,故D错误;
故选C。
9.B
【分析】
由钠离子的移动方向可知,电极A为电解池的阳极,氯离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成二氧化氯,电极反应式为Cl——5e—+2H2O=ClO2↑+4H+,电极B为阴极,水在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为2 H2O+2e—= H2↑+2OH—。
【详解】
A.由分析可知,电极A为电解池的阳极,接电源的正极,故A错误;
B.由分析可知,电极A为电解池的阳极,氯离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成二氧化氯,故B正确;
C.由分析可知,电极B为阴极,水在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,溶液的pH增大,故C错误;
D.缺标准状况,无法计算阴极产生氢气的物质的量,无法计算通过阳离子交换膜的阳离子数,故D错误;
故选B。
10.B
【分析】
图中分析可知,电极1为电解池阳极,氯离子放电生成氯气,电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,电极2为阴极,溶液中氢离子得到电子生成氢气,电极反应2H++2e-=H2↑,实线对应的半透膜是阳离子半透膜,虚线是阴离子半透膜;
【详解】
A.海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法,故A正确;
B.实线对应的半透膜是阳离子半透膜,虚线是阴离子半透膜,结合阴阳离子移向可知,各间隔室的排出液中,①③⑤为淡水,故B错误;
C.通电时,阴极电极反应,2H++2e-=H2↑,每产生,转移2mol电子,阳极电极反应:2Cl--2e-=Cl2↑,则通过离子交换膜的或为,故C正确;
D.分析可知b为阴离子交换膜,故D正确;
故选:B。
11.D
【分析】
电极a上NaClO2转化为ClO2,Cl元素化合价升高,发生氧化反应,所以电极a为阳极,电极b为阴极,水电离出的氢离子放电生成氢气。
【详解】
A.电解池工作时将电能转化为化学能,A错误;
B.电极a上的反应为ClO-e-=ClO2↑,所以阳极迁移到阴极的阳离子为Na+,而电解时电极b上水电离出的氢离子放电生成氢气,所以右侧溶液中水减少,NaCl浓度变大,B错误;
C.电解池中阳离子向阴极移动,所以Na+由a极区向b极区迁移,C错误;
D.电解池中阳极ClO失电子生成ClO2,电极反应为ClO-e-=ClO2↑,D正确;
综上所述答案为D。
12.B
【分析】
由图可知该装置为电解池,Ni电极上CO→C,C的化合价降低、发生了得电子的还原反应,则Ni电极为阴极,Ni-YSZ电极为阳极,阳极上CH4失电子生成H2和CO2,阳极电极反应式为CH4+2O2--4e-═2H2+CO2,总反应为,电解池的阳极与电源正极X相接、阴极与电源的负极Y相接,据此分析解答。
【详解】
A.由上述分析可知,Ni电极为阴极,Ni-YSZ电极为阳极,则X为电源的正极,Y为电源的负极,故A错误;
B.Ni—YSZ电极为阳极,甲烷失电子变为CO2和H2,电极反应式为,故B正确;
C.电解池的总反应为,则电解一段时间后熔融盐中O2-的物质的量不变,故C错误;
D.由阴极反应式可知,每产生1g,电路中转移1mol电子,故D错误。
答案选B。
13.D
【详解】
氯离子半径大于钠离子,则图中黑圈代表的离子是Cl-。
A.氯化钠生成钠离子和氯离子的过程为电离,不需要通电,A错误;
B.熔融状态下,NaCl通电生成Na和Cl2,b、c中存在自由移动的离子,为能导电的装置,Y是阴极,图b中是Na+得电子生成Na单质,图c中是水电离的H+得电子生成H2,产物不同,B错误;
C.NaCl是电解质,NaCl在晶体状态时没有自由移动的电子和离子,不导电,C错误;
D.b图中阴离子向X极移动,失电子生成氯气,则X为阳极,接电源正极,Y电极为阴极,与电源负极相连,D正确;
答案选D。
14.D
【分析】
根据题意电解产生H2O2,且装置中只通入了O2,可知电解总方程式为:2H2O+O22H2O2,在右侧电极上O2→H2O2,发生还原反应,则B电极为阴极,A电极为阳极,然后根据电解原理分析。
【详解】
A.根据上述分析可知:A是阳极,连接电源的电极a为正极;B是阴极,连接电源的电极b为负极,所以电源电极电势:a>b,A错误;
B.右侧电极B为阴极,阴极的电极反应式为:O2+2e-+2H+=H2O2,B错误;
C.电解过程中H+向负电荷较多的阴极定向移动,故H+移动方向: A →B,C错误;
D.根据题意可知H2O2与NaClO3发生氧化还原反应产生ClO2:,D正确;
故合理选项是D。
15.C
【分析】
由图可知,该装置为电解池,电极a为电解池的阴极,碱性条件下,二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸根离子,电极反应式为CO2+2e—+H2O=HCOO—+OH—,电极b为阳极,碱性条件下,辛胺在阳极失去电子发生氧化反应生成辛腈,电极反应式为CH3(CH2)7 NH2—4e—+4 OH—=CH3(CH2)6C N+ 4H2O,
【详解】
A.由分析可知,电极a为电解池的阴极,连接电源的负极,故A错误;
B.由分析可知,电极a为电解池的阴极,碱性条件下,二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸根离子,电极反应式为CO2+2e—+H2O=HCOO—+OH—,故B错误;
C.电解过程中,氢氧根离子向阳极移动,从左边移向右边,故C正确;
D.由得失电子数目守恒可知,有1mol二氧化碳参加反应时,阳极生成辛腈的物质的量为1mol×2×=0.5mol,故D错误;
故选C。
16. 氢气 阳 <
【详解】
(1)根据图知,Cu电极为阴极,Fe电极为阳极,电解时,在碱性环境中阳极铁失去电子生成,电极反应为。
(2)左侧为阴极室,的放电能力大于的放电能力,阴极Cu上的电极反应为,故阴极产生的气体为。
(3)由上述分析知,阴极室会产生,会通过离子交换膜进入阴极室平衡电荷,则左侧为阳离子交换膜。阴极的电极反应为,阴极区浓度增大,则。
17.2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 4.48 L 1 mol·L-1 C B B O2+2H2O+4e-=4OH-
【详解】
Ⅰ.(1)甲电解池中电解硫酸铜溶液,则电解反应方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。
(2)若甲槽阴极增重12.8 g,即析出单质铜是12.8g,物质的量是0.2mol,转移0.4mol电子,乙槽阳极氯离子放电生成氯气,根据电子转移守恒可知生成氯气是0.2mol,在标准状况下的体积为4.48 L。
(3)若乙槽剩余液体为400 mL,根据(2)中分析可知生成氢氧化钠是0.4mol,则电解后得到碱液的物质的量浓度为0.4mol÷0.4L=1 mol·L-1。
Ⅱ.(1)根据电流方向可知B的金属性弱于铜,又因为构成两电极的金属其活动性相差越大,电压表读数越大,所以根据表中数据可知C金属可能是最强的还原剂。
(2)B的金属性弱于铜,因此B金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。
(3)若滤纸不用盐溶液浸润而改用NaOH溶液浸润,在滤纸上能看到有蓝色沉淀析出,说明铜是负极,失去电子,被氧化为铜离子,金属作正极,则该金属是B。溶液显碱性,正极氧气放电,则金属对应的原电池的正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
18.O2 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ 粗铜 减小 AgNO3 D 戊 Ca2+ + + OH- = CaCO3↓ + H2O、Mg2+ + 2OH- =Mg(OH)2↓ ej
【详解】
(1)原电池中阳离子移向正极,根据甲图中移动方向可知B为原电池的正极,A为负极,a应该是甲醇(CH3OH)燃料,电极反应为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,c为空气或氧气,故答案为:O2,CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
(2) 乙装置用来模拟精炼和电镀。C与正极相连做阳极,D为阴极。
①若用于粗铜的精炼,粗铜做阳极,纯铜做阴极,装置中电极C是为阳极,应该是粗铜,D为纯铜,电解质为CuSO4溶液,电解过程中电解质浓度减小,因为有杂质离子放电,故答案为:粗铜、减小
②若用于电镀金属银,镀层金属银要放在阳极,镀件做阴极,所以镀件应该在做D电极,电镀液应该是AgNO3溶液,电镀过程电解质溶液浓度不变,故答案为:AgNO3、D
(3)利用该燃料电池电解海水,甲室为阳极室,戊室为阴极室,甲极室电极反应为:,阴极室电极反应为:,根据电极反应可知戊室产生容易于阳离子反应生成水垢,反应的离子方程式为:Ca2+ + + OH- = CaCO3↓ + H2O、Mg2+ + 2OH- =Mg(OH)2↓,故答案为:戊、Ca2+ + + OH- = CaCO3↓ + H2O、Mg2+ + 2OH- =Mg(OH)2↓
②阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过,电解时乙室中阴离子移向甲室,阳离子移向乙室,丁室中的阳离子移向戊室,阴离子移向乙室,则乙室和丁室中部分离子的浓度减小,剩下的物质主要是水,淡水的出口为ej,故答案为:ej
19.B 从右向左 滤纸上有蓝色沉淀产生(答出“蓝色沉淀”或“蓝色斑点”即可) 增大 Fe—6e—+8OH—=FeO+4H2O和4OH——4e—=2H2O+O2↑ 铁氰化钾 蓝色沉淀 CH4 —8e—+10OH—=CO + 7H2O 0.012 3mol/L
【详解】
Ⅰ.由图可知,甲装置中左侧为原电池装置,锌为原电池的负极,铜为正极,右侧为电解装置,与正极相连的M电极为电解池阳极,与负极相连的N电极为阴极;
(1)甲装置中左侧为原电池装置,金属活泼性强的锌做负极,金属活泼性弱的铜做正极,若保证电极反应不变,正极材料的金属活泼性不能强于锌,则不能用金属活泼性强于锌的镁代替铜,故选B;
(2) 实验过程中,硫酸根离子向负极移动,移动方向为从右向左;M极是电解池的阳极,铜失去电子发生氧化反应生成铜离子,铜离子与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜沉淀,故答案为:从右向左;滤纸上有蓝色沉淀产生;
Ⅱ.由图可知,乙装置为电解池,与直流电源正极相连的Y电极做电解池的阳极,溶液中的氢氧根离子和铁电极失去电子发生氧化反应,与负极相连的X做阴极,水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子;
(3)由分析可知,电解过程中,与负极相连的X做阴极,水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为2H2O+2e—=H2↑+2OH—,溶液中氢氧根离子浓度增大,溶液的pH增大,故答案为:增大;
(4) 由分析可知,电解过程中,与直流电源正极相连的Y电极做电解池的阳极,溶液中的氢氧根离子和铁电极失去电子发生氧化反应,电极反应式为Fe—6e—+8OH—=FeO+4H2O和4OH——4e—=2H2O+O2↑,故答案为:Fe—6e—+8OH—=FeO+4H2O和4OH——4e—=2H2O+O2↑;
(5)若铁电极附近溶液中生成了Fe2+离子,向溶液中加入铁氰化钾溶液,溶液中会有蓝色沉淀生成,故答案为:铁氰化钾;蓝色沉淀;
(6) ①若想在Ⅱ中实现铁上镀铜,Ⅱ中铜电极做电镀池的阳极,与燃料电池的正极相连,则通入氧气的b处电极为燃料电池的正极,通入甲烷的a处电极为负极,碱性条件下,甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH4 —8e—+10OH—=CO + 7H2O,故答案为:CH4 —8e—+10OH—=CO + 7H2O;
②Ⅱ中电解前CuSO4溶液的浓度为3 mol/L,若维持电流强度为1 A,电池工作十分钟时,转移电子的物质的量为mol,则理论上消耗Ⅰ中甲烷的质量为mol××16g/mol≈0.012g;电镀时,溶液中CuSO4溶液的浓度不变,则电解池中CuSO4溶液的浓度依然为3 mol/L,故答案为:0.012;3 mol/L。
20. abc 装置II <
【分析】
装置I是电解池,电解饱和食盐水,装置I右端产生NaOH溶液,说明右端电极是阴极,发生反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,因此Y是氢气,装置I的左端是阳极,发生反应:2Cl--2e-=Cl2↑,X为Cl2,氯气和NaOH溶液的反应的离子方程式为:2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O,装置II中通氧气的一极为正极,环境是NaOH溶液,因此正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,产生的NaOH浓溶液。
【详解】
(1)工业电解饱和溶液生成氢氧化钠、氯气、氢气,化学方程式为。故答案为:;
(2)氯碱工业中采取膜技术,若阳离子交换膜损伤会造成阳极能检测到,阳极,氢氧根离子失电子得到氧气,产生的电极反应式为。下列生产措施有利于提高产量、降低阳极含量的是:
a.定期检查并更换阳离子交换膜,减少阳极产生氧气的机会,故a选;
b.向阳极区加入适量盐酸,降低氢氧根离子的浓度,故b选;
c.使用Cl-浓度高的精制饱和食盐水为原料,提高氯离子浓度,故c选;
d.停产一段时间后,继续生产,对产物没有影响,故d不选;
故选abc;
故答案为:;abc;
(3)①图中装置I是电解池,电解饱和食盐水,装置II是燃料电池,Y是氢气,属于原电池的是装置II(选填装置编号)。故答案为:装置II;
②装置I的左端是阳极,发生反应:2Cl--2e-=Cl2↑,X的化学式为;装置II是燃料电池,Y是氢气,氢气在装置II中发生氧化反应生成水,电极反应为。故答案为:;;
③装置II中通氧气的一极为正极,环境是NaOH溶液,因此正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,产生的NaOH浓溶液,图中氢氧化钠质量分数大小关系为a%<b%。(选填“>”、“=”或“<”),故答案为:<。
相关试卷
这是一份2022届高考化学一轮复习常考题型80电解原理的应用总合练习含解析,共21页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上,开发和利用矿物资源有重要的意义等内容,欢迎下载使用。
这是一份2022届高考化学一轮复习常考题型79电解原理的应用基础练习含解析,共19页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上,下列说法正确的是,下列叙述正确的是,下列表述不正确的是等内容,欢迎下载使用。
这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练64电解原理的应用含解析,共19页。试卷主要包含了单选题,填空题等内容,欢迎下载使用。