人教版 高化 选择性必修1 4.2 电解池 第1课时 同步练习(含解析)

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名称 人教版 高化 选择性必修1 4.2 电解池 第1课时 同步练习(含解析)
格式 docx
文件大小 1.1MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-16 12:17:44

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4.2 电解池 第1课时 同步练习(含解析)
一、单选题
1.若在铜片上镀银时,下列叙述正确的是(  )
①将铜片接在电池的正极上 ②将银片接在电源的正极上 ③需用CuSO4溶液作电解液 ④在银片上发生的反应是4OH--4e-=O2↑+2H2O ⑤需用AgNO3溶液作电解液 ⑥在铜片上发生的反应是Ag++e-=Ag
A.①③⑥ B.②⑤⑥ C.①④⑤⑥ D.②③④⑥
2.下列叙述不正确的是(  )
A.在铁件上镀铜时,金属铜作阳极
B.电解精炼粗铜时,电解质CuSO4溶液加少量硫酸是抑制 CuSO4水解
C.纯锌与稀硫酸反应时,加入少量CuSO4 , 可使反应速率加快
D.甲醇和氧气以及KOH溶液构成的新型燃料电池中,其负极上发生的反应为:CH3OH+6OH﹣+6e﹣═CO2+5H2O
3.国家能源局发布2021年前三季度全国光伏发电建设运行情况,前三季度新增并网容量2555.6万千瓦,下列如图为光伏并网发电装置,左图甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料,采用电渗析法合成[(CH3)4NOH],其工作原理如图所示,下列叙述中正确的是(  )
A.光伏并网发电装置是利用原电池原理,图中N型半导体为正极,P型半导体为负极
B.a极电极反应式:2(CH3)4N++2H2O-2e-=2(CH3)4NOH+H2↑
C.c为阳离子交换膜,d、e均为阴离子交换膜
D.制备18.2g(CH3)4NOH,两极共产生3.36L气体(标准状况)
4.钠离子电池是非常有发展潜力的电池体系,其工作原理如图所示。放电时电池反应为:Na1-xMO2+NaxC=C+NaMO2 (M代表过渡金属)。下列说法错误的是(  )
A.放电时,含硬碳材料电极为负极
B.充电时,电解质溶液中Na+向硬碳材料区迁移
C.放电时,正极的电极反应式为Na1-xMO2+xNa++xe-=NaMO2
D.充电时,若转移1mol e-,硬碳材料电极将增重23x g
5.中科院科学家们研究开发了一种柔性手机电池,示意图如图所示[其中多硫化锂(Li2Sx)中x=2、4、6、8]。下列说法错误的是 (  )
A.碳纳米层具有导电性,可用作电极材料
B.充电时,Li+移向Li2Sx膜
C.电池工作时,正极可能发生反应:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4
D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越少
6.水系可充电电池由于其成本低、高离子电导率、高安全性和环境友好性等优势备受关注。一种新型无隔膜 液流电池的工作原理如图所示。电池以锌箔、石墨毡为集流体, 和 的混合液作电解质溶液,下列说法正确的是(  )
A.过程I为放电过程,过程II为充电过程
B.为增强电池电流,可向电解液中加入硫酸增强电解质溶液的导电性
C.充电时阳极的电极反应式为:
D.放电时,当外电路转移 时,两电极质量变化的差值为98g
7.利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。可用电解LiCl溶液制备LiOH,装置如图所示。下列说法正确的是(  )
A.惰性电极B是阳极
B.电流流向为a→A→B→b
C.该电解池用的交换膜是阴离子交换膜
D.阳极发生的电极反应方程式:4OH- - 4e-=O2↑+2H2O
8.如图所示,a、b是石墨电极,通电一段时间后,电极a上析出固体2.16g(电解质溶液均足量)。下列说法正确的是(  )
A.X是电源的正极,Y是电源的负极
B.电路中电子的流向:由X电极流出,依次经甲、乙装置流回到Y电极
C.甲池中的溶液浓度增大
D.乙池中加入固体可使溶液恢复成原来状态
9.用甲醇燃料电池作电源,用铁作电极电解含 的酸性废水,最终可将 转化成 沉淀而除去,装置如下图。下列说法正确的是(  )
A. 为阳极
B.M电极的电极反应式为
C.电解一段时间后,在 极附近有沉淀析出
D.电路中每转移6mol电子,最多有1mol 被还原
10.将氯化氢转化为氯气是科学研究的热点。科学家设计了一种电解氯化氢回收氯气的方案,原理如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.阴极的电极反应式为
B.工作时,溶液中 向b极移动
C.若消耗8g氧气,电路中转移1mol电子
D.总反应为
二、多选题
11.《Science》报道了一种氯离子介导的电化学合成方法,能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷,电化学反应的具体过程如图所示。电解结束后,将阴、阳极电解液输出混合,便可以反应生成环氧乙烷。下列说法正确的是(  )
A.Ni为阴极,发生氧化反应
B.工作过程中阳极附近pH增大
C.Ni极电极反应:2H2O-4e-=O2+4H+↑
D.该过程总方应:CH2=CH2+H2O→+H2
12.磷酸铁锂电池应用广泛。该锂电池将锂嵌入碳材料,含Li+导电固体为电解质,电池反应为:LixC6+Li(1-x)FePO4LiFePO4+6C。下列说法正确的是(  )
A.放电时,Li(1-x)FePO4作正极,发生还原反应
B.充电过程中,Li+由阴极区移向阳极区
C.充电时,与电源正极相连的电极反应为:LiFePO4–xe-→xLi++Li(1-x)FePO4
D.放电时,电子由负极经外电路移向正极,再经电解质移向负极
13.有毒,工业吸收后的溶液的再生过程可降解酸性污水中的硝酸盐,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(  )
A.电极a为阳极
B.由反应池中的反应可知氧化性:
C.电极b上的反应为
D.随着电解的进行,阴极区溶液减小
14.有机电化学合成是目前公认的一种绿色可持续性合成策略,电化学合成1,2-二氯乙烷的装置如图。
下列说法错误的是(  )
A.a为负极,离子交换膜1为阳离子交换膜
B.M极发生反应
C.电路中每通过1mol理论上消耗28g乙烯
D.随电解进行与需及时补充
15.我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述错误的是(  )
A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e-=2I-+Br-
B.放电时,溶液中离子的数目增大
C.充电时,b电极每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被还原
D.充电时,a电极接外电源负极
三、实验探究题
16.某兴趣小组在电解食盐水实验中发现两极产生气体体积不相等,该组同学猜测阳极除外可能有产生。小组同学利用如图装置进行实验探究。
已知:在酸性条件下能被氧化为。
(1)配制溶液,实验所用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、   。
(2)利用上述装置检验阳极是否产生,其连接顺序为   :A→_→_→_。实验前从a处通入氮气的目的为   。
(3)小组同学根据实验现象判断有产生,用电极反应式表示产生的原因   。
(4)该小组在恒定电压下进行电解实验,探究不同、不同浓度的溶液对产生的影响,用传感器测得在时间内阳极区溶解氧的浓度变化,装置如图所示,数据记录如下表。
编号 溶解氧的浓度
1 50.0 0 0 0 8.3~7.3
2 5.0 0 45.0 0 8.3~10.5
3 5.0 5.0 x 0 8.3~15.0
4 0 0 50.0 0 8.3
5 0 0 0 50.0 8.3~15.5
①实验2、3是判断相同浓度在不同下是否有氧气产生,其中   。
②实验2和5条件下,测得溶解氧的曲线如图中Ⅰ、Ⅱ所示,分析实验2溶解氧先降低后升高的原因是   。
③实验3中时间段内溶液溶解氧逐渐增大,电解后取阳极区溶液于试管a,加入淀粉溶液,没有明显现象;然后滴加稀硫酸,溶液变蓝。电解后另取阳极区溶液于试管b,加入淀粉溶液,溶液变蓝。由上述实验现象可获得的实验结论是   。
④工业上在一定条件下电解食盐水制备较纯净的,除了控制一定的电压,采用活性电极外,可采取的措施有   (写一种)。
四、综合题
17.乙烯是合成多种塑料的单体,我国科学家开发的特殊催化剂还原制备,有利于实现“双碳”目标。
反应原理:
主反应:
副反应:
(1)已知:、的燃烧热()分别是、。

   。
(2)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入和,若只发生主反应,下列情况不能说明主反应达到平衡的是    (填标号)。
A.混合气体密度保持不变B.混合气体总压强保持不变
C.乙烯体积分数保持不变D.气体平均摩尔质量保持不变
达到平衡后能提高平衡转化率的措施是    (任填一条)。
(3)在、、三种不同催化剂作用下(其他条件相同)只发生主反应,测得乙烯的净速率()与温度关系如图1所示。
催化效率最高的是   (填“”、“”或“”),A点的正反应速率   (填“大于”、“小于”或“等于”)逆反应速率。
(4)一定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中充入和,同时发生了主反应和副反应,达到平衡时的转化率为45%,的选择性为80%,则该温度下,副反应的平衡常数   (结果保留2位小数)。
提示:的选择性
(5)常盖下,HCOOH的电离常数,将的NaOH溶液和的HCOOH溶液等体积混合,得到混合溶液的pH   (填“>”“<”或“=”)7。
(6)以光伏电池为能源,采用电催化还原制备乙烯,装置如图2所示,该装置阴极上的电极反应式为   。
18.氮、硫、氯及其化合物是中学化学重要的组成部分。
(1)氨气燃料电池使用的电解质溶液是 溶液,电池反应为: 。该电池负极的电极反应式为   ;用该电池进行粗铜(含 、 、 、 、 等杂质)的电解精炼,以 溶液为电解质溶液,下列说法正确的是   。
a.电能全部转化为化学能
b. 的物质的量浓度不变(不考虑溶液体积变化)
c.溶液中 向阳极移动
d.利用阳极泥可回收 、 、 等金属
e.若阳极质量减少 ,则转移电子
(2)利用如图所示电化学装置吸收工业尾气中的 消除污染,阴极上生成 。写出装置中阳极的电极反应式   。
(3)已知 , 。某同学设想用下列流程得到 , 。则①的离子方程式为   ,该反应的平衡常数    。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】依据上述分析可知:①将铜片应接在电源的负极上,①项不符合题意;②将银片应接在电源的正极上,②项符合题意;③若用硫酸铜溶液为电镀液,阴极析出铜,③项不符合题意;④在银片上发生的反应是:2Ag++2e =2Ag,④项不符合题意;⑤需用硝酸银溶液为电镀液,⑤项符合题意;⑥在铜片上发生的反应是:Ag++e-=Ag,⑥项符合题意;
综上所述,②⑤⑥符合题意,
故答案为:B。
【分析】1、镀件作阴极,镀金作阳极
2、和镀金一直的金属离子溶液作电解液
2.【答案】D
【解析】【解答】A.电镀铜时,铜作阳极,阳极上铜失电子发生氧化反应,镀件作阴极,阴极上铜离子放电生成铜,故A不符合题意;
B.CuSO4在溶液中水解:Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+ , 加少量硫酸,溶液中c(H+)增大,水解平衡向左移动,抑制 CuSO4水解,故B不符合题意;
C.纯锌与稀硫酸反应时,加入少量CuSO4溶液,在锌表面析出铜,在稀硫酸中形成原电池反应,可使反应速率加快,故C不符合题意;
D.甲醇和氧气在KOH溶液中构成的新型燃料电池的反应为: 2CH3OH+3O2+4OH-→2CO32-+6H2O,负极上甲醇放电生成CO32- , 电极反应式为:CH3OH+8OH-+6e-═CO32-+6H2O,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A、电镀原理是镀层金属做阳极,待镀金属做阴极,电解质溶液中含镀层离子;
B、CuSO4在溶液中水解:Cu2++2H2O=Cu(OH)2+2H+,加少量硫酸,水解平衡向左移动,抑制CuSO4水解;
C、锌和硫酸铜反应生成的铜,铜和锌在稀硫酸中形成原电池,反应加快反应速率;
D、甲醇燃料电池是碱性环境,甲醇在负极放电生成CO32-。
3.【答案】D
【解析】【解答】A.根据第三个池中浓度变化得出,钠离子从第四池通过e膜,氯离子从第二池通过d膜,由电解池中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,则a为阴极,b为阳极,a与N型半导体相连,b与P型半导体相连,所以N型半导体为负极,P型半导体为正极,故A不符合题意;
B.由题中信息可知,a为阴极,发生得电子的还原反应,其电极反应式为,故B不符合题意;
C.由题中图示信息可知,Na+离子通过e膜,Cl-通过d膜,(CH3)4N+通过c膜,所以c、e膜为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,故C不符合题意;
D.的物质的量为,a极电极反应式为,收集氢气,转移电子为,b极电极反应式为,收集氧气为,标况下两极可得气体体积为,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.左侧为电解池,根据 四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料 制备 [(CH3)4NOH] 得到,电极为阴极,因此N型半导体为负极,P型为正极
B.根据电极为阴极得到电子即可写出
C.根据在d右侧是氯化钠的浓溶液,因此氯离子向d移动,d为阴离子交换膜
D.根据写出电解池电解式即可计算出气体物质的量
4.【答案】D
【解析】【解答】由题干信息,放电时电池反应为:Na1-xMO2+NaxC=C+NaMO2,可知反应中NaxC中Na的化合价升高转化为+1价的Na+,发生氧化反应,故为负极,充电时与电源的负极相连,Na1-xMO2中M的化合价降低转化为NaMO2,发生还原反应,故为正极,充电时与电源的正极相连,据此分析解题:
A.由分析可知,放电时,含硬碳材料电极为负极,A不符合题意;
B.由分析可知,充电时,硬碳材料接电源的负极,含钠过渡金属氧化物一极接电源的正极,故电解质溶液中Na+向硬碳材料区迁移,B不符合题意;
C.放电时,正极发生还原反应,故电极反应式为Na1-xMO2+xNa++xe-=NaMO2,C不符合题意;
D.充电时硬碳材料电极发生的反应为:C + xe- + xNa+=NaxC,故若转移1mol e-,硬碳材料电极将增重23 g,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】放电时,NaC做负极,钠失去电子发生氧化反应,Na1-xMO2做正极材料得到电子发生还原反应,充电时,正极变成了阳极,吸引大量的阴离子,发生氧化反应,负极变成了阴极,吸引了大量的阳离子,得到电子发生还原反应。根据电子转移情况即可计算出质量的变化
5.【答案】B
【解析】【解答】A.碳纳米层具有导电性,可用作电极材料,A不符合题意;
B.该原电池中碳纳米层作负极,多硫化锂作正极,放电时,阳离子移向正极,故Li+移向Li2Sx膜,充电时,Li+移向碳纳米层,B符合题意;
C.Li2Sx膜作正极,x=2、4、6、8,正极发生得电子的还原反应,故正极可能发生反应:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4,C不符合题意;
D.充电时Li2Sx膜为阳极,与放电时的电极反应相反,则充电时间越长,电池中的Li2S2量就会越少,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】电池工作时,Li2Sx做正极,Li2Sx得电子发生还原反应,x值会减小,电池充电时,Li2Sx做阳极,Li2Sx失电子发生氧化反应,x值会增大是解答关键。
A. 作为超级电容器电极材料,碳纳米层具有导电性高和循环稳定性好的特点;
B. 放电时,阳离子向正极移动,Li2Sx为柔性手机电池的正极,则Li+移向Li2Sx膜;
C. 电池工作时,Li2Sx做正极,Li2Sx得电子发生还原反应,x值会减小;
D. 电池充电时,Li2Sx做阳极,Li2Sx失电子发生氧化反应,x值会增大,则Li2Sx的量减小;
6.【答案】C
【解析】【解答】A.过程I,锌沉积过程中锌离子得到电子发生还原反应生成锌,二氧化锰沉积过程中锰离子失去电子发生氧化反应生成二氧化锰,故过程I为充电过程;则过程II为放电过程;不符合题意;
B.向电解液中加入硫酸,导致溶液酸性增强,导致二氧化锰和稀硫酸反应,不符合题意;
C.充电时阳极发生氧化反应,电极反应式为: ,符合题意;
D.放电时,负极反应为 ,正极反应为 ,当外电路转移 时,负极减少质量为65g,正极减少质量为87g,两电极质量变化的差值为87-65=22g,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】依据原电池和电解池的相关知识分析解答,放电时锌为负极,MnO2为正极, 和 的混合液作电解质溶液, 充电时锌沉积过程中锌离子得到电子发生还原反应生成锌,二氧化锰沉积过程中锰离子失去电子发生氧化反应生成二氧化锰,以此分析解答。
7.【答案】B
【解析】【解答】A. 由以上分析知,惰性电极B是阴极,故A不符合题意;
B. B为阴极,A为阳极,则a为电源的正极,b为电源的负极,则电流流向为a→A→B→b,故B符合题意;
C. 由以上分析知,该电解池用的交换膜是阳离子交换膜,故C不符合题意;
D. 阳极为Cl-放电生成氯气,电极反应方程式为:2Cl--2e-=Cl2↑,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】电解LiCl溶液制备LiOH,由图可知,右侧生成氢气,则右侧溶液中应为水电离出的氢离子放电,同时生成氢气和氢氧根离子,B为阴极,阳极为Cl-放电生成氯气,为防止生成的LiOH与氯气反应,应用阳离子交换膜,Li+由A经过阳离子交换膜向B移动,在B中得到LiOH,阴阳两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液,据此根据电解池的工作原理来解答。
8.【答案】D
【解析】【解答】A.据分析X是电源负极,Y为电源正极,故A项不符合题意;
B.电子不流经溶液,故B项不符合题意;
C.经分析,甲池中Cu电极失去电子,Cu2+在Pt电极得电子,铜离子浓度不变,故C项不符合题意;
D.电极a上析出固体2.16gAg,其物质的量为,电极b电解水,有氧气生成,乙池中加入固体可使溶液恢复成原来状态,故D项符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合题干,a电极有固体,即银离子在a放电,因此a为阴极,则b为阳极,Cu为阳极,Pt为阴极,X为负极,Y为正极;
A、结合分析可知道X为负极,Y为正极;
B、电子由负极流向Pt,Cu为阳极,失去电子,经过导线流向阴极a,b为阳极,失去电子,经过导线流向Y;
C、Cu为阳极,作为活性电极会优先放电,失去电子形成铜离子,铜离子移向阴极,在阴极放电形成单质铜;
D、乙池放电的为氢氧根和银离子,生成产物为氧气和银,因此补充氧化银。
9.【答案】C
【解析】【解答】A. H+向右移动,表明M电极是负电极,Fe(Ⅱ)为阴极,故A不符合题意;
B. 酸性溶液中没有大量OH-,M电极的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+,故B不符合题意;
C. Fe(I)为阳极,产生Fe2+,反应的离子方程式为6Fe2++Cr2O +14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,电解一段时间后,Fe(Ⅱ)产生的OH-大量移向阳区,在Fe(I)极附近产生Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀析出,故C符合题意;
D. 根据电荷守恒可知电路中每转移6mo电子,阳极产生3mol Fe2+,由6Fe2+~~Cr2O 可判断最多有0.5mol Cr2O 被还原,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】由图可知H+向右移动,表明M电极是负电极,Fe(Ⅱ)为阴极,Fe(I)为阳极,电极反应 :Fe-2e-=Fe2+,反应的离子方程式6Fe2++Cr2O +14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,因此,电路中每转移6mol电子,最多有0.5molCr2O72-被还原,由此结合电化学原理分析解答。
10.【答案】B
【解析】【解答】根据电解池a、b电极表面的反应得a为阴极、b为阳极;
A.a极的电极方程式为 ,A不符合题意;
B. 为阳离子,在电解池工作时应向阴极a极移动,B符合题意;
C.消耗1mol氧气转移4mol电子,8g氧气为 ,故转移0.25mol×4=1mol电子,C不符合题意;
D.根据电解池的工作图知反应物为 和HCl,生成物为 和 ,总反应为 ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据电极反应左边化合价降低,得到电子,为电解池的阴极,右边化合价升高,失去电子,为电解池的阳极。
11.【答案】B,D
【解析】【解答】A.由反应流程可知,Pt电极区要将Cl 转化为Cl2,发生氧化反应,故Pt为阳极,Ni电极为阴极,发生还原反应,A不符合题意;
B.工作过程中阴极区的反应为:2H2O+2e =2OH +H2↑,故阴极附近pH增大,B符合题意;
C.Ni为阴极,阴极区的反应2H2O+2e =2OH +H2↑,C不符合题意;
D.根据阳极的反应历程和阴极区的反应2H2O+2e =2OH +H2↑,可知该过程的总反应为:CH2=CH2+H2O→+H2,D符合题意;
故答案为:BD
【分析】反应过程中,Pt电极上Cl-转化为Cl2,发生氧化反应,则Pt为阳极,Ni电极为阴极,发生还原反应。
12.【答案】A,C
【解析】【解答】A.放电时是原电池,LixC6是负极,发生氧化反应,Li(1-x)FePO4作正极,发生还原反应,故A符合题意;
B.充电过程,阳离子移向阴极,体系中的Li+由阳极区移向阴极区,故B不符合题意;
C.充电时,LiFePO4与电源正极相连做阳极,电极反应为:LiFePO4–xe-→xLi++Li(1-x)FePO4,故C符合题意;
D.放电时,为原电池,电子由负极经外电路移向正极,电子不经过电解质溶液,故D不符合题意;
故答案为AC。
【分析】思路分析:正向进行,为放电,为原电池,根据化合价升降变化,判断正负极反生的反应,充电时,相当于电解池,电极反应为原电池的电极反应逆向进行。
13.【答案】B,C
【解析】【解答】A.由装置b电极上反应可知,NO
发生得电子的还原反应,则电极b为阴极,电极a为阳极,故A不符合题意;
B.溶液M为吸收H2S气体后的FeCl3溶液,发生的反应为2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓,FeCl3是氧化剂,S是氧化产物,则氧化性:
,故B符合题意;
C.离子交换膜为质子交换膜,则b极电解质溶液呈酸性,电极反应式为2NO
+10e-+12H+=6H2O+N2↑,故C符合题意;
D.电极b为阴极,电极反应式为2NO
+10e-+12H+=6H2O+N2↑,反应消耗H+生成水,溶液的酸性减弱,pH增大,故D不符合题意;
故答案为:BC。
【分析】根据反应池的反应产物即可得出铁离子将硫化氢氧化为硫单质和亚铁离子,根据b的反应物和产物即可判断出a为阳极,b为阴极。阴极是硝酸根离子结合氢离子变为氮气和水,结合选项即可判断
14.【答案】C,D
【解析】【解答】A.M极为阴极,故a为负极,阴极生成氢氧根离子,钠离子向左侧迁移,左侧NaOH浓度变大,故离子交换膜1为阳离子交换膜,故A不符合题意;
B.M极为阴极,电极反应式为,故B不符合题意;
C.N极为阳极,电极反应式为CuCl-e-+Cl-=CuCl2,电路中每通过1mole-,生成1mol氯化铜,乙烯与氯化铜反应CH2=CH2+2CuCl2=CH2ClCH2Cl+2CuCl,消耗乙烯0.5mol即14g,故C符合题意;
D.N极为阳极,电极反应式为CuCl-e-+Cl-=CuCl2,阴极生成氢氧根离子,钠离子向左侧迁移,左侧NaOH浓度变大,氯离子向右侧迁移,NaCl浓度变小,需及时补充,NaOH不需要补充,故D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】N极Cu元素化合价升高,发生氧化反应,则N极为阳极,电极反应式为CuCl-e-+Cl-=CuCl2,乙烯与氯化铜反应CH2=CH2+2CuCl2=CH2ClCH2Cl+2CuCl,M极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
15.【答案】C,D
【解析】【解答】A.由分析可知,放电时,a电极为正极,I2Br-得电子生成2I-和Br-,电极反应为I2Br-+2e-=2I-+Br-,A不符合题意;
B.放电时,a电极反应为I2Br-+2e-=2I-+Br-,b电极反应为Zn-2e-=Zn2+,则溶液中离子的数目增大,B不符合题意;
C.充电时,b电极每增重0.65g,转移电子的物质的量为n(e-)=2n(Zn2+)==0.02mol,a电极反应为2I-+Br--2e-= I2Br-,则溶液中有0.02molI-被氧化,C符合题意;
D.充电时,a电极反应为2I-+Br--2e-= I2Br-,则a电极为阳极,接外电源正极,D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】由图可知,a电极上I2Br-得电子生成I-和Br-,发生还原反应,则a极为正极,电极反应为 I2Br-+2e-=2I-+Br- ,b极为负极,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,充电时b极为阴极,a极为阳极。
16.【答案】(1)250mL容量瓶
(2)A→C→B→D;排出装置内及溶解的氧气的干扰
(3)2H2O 4e-=4H++O2↑
(4)40.0;Cl-放电产生氯气导致溶解氧降低,后OH-放电导致溶解氧升高;该条件下OH-比Cl-先放电;电解过程加入NaCl控制合适的氯离子浓度或离子交换膜(其他合理答案即可)
【解析】【解答】(1)配制溶液,实验所用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶;故答案为:250mL容量瓶。
(2)利用上述装置检验阳极是否产生,将产生的混合气体先用氢氧化钠溶液除掉氯气,再用淀粉-KI溶液检验氯气是否除尽,除尽后再通入到酸性淀粉-KI溶液中检验是否有氧气生成,因此其通入其连接顺序为A→C→B→D。空气中有氧气,要检验是否有氧气生成,因此电解前要排出装置内及溶液中的氧气,因此实验前从a处通入氮气的目的为排出装置内的空气;故答案为:A→C→B→D;排出装置内及溶解的氧气的干扰。
(3)小组同学根据实验现象判断有产生,说明是溶液中的水失去电子变为氧气和氢离子,其用电极反应式表示产生的原因2H2O 4e-=4H++O2↑;故答案为:2H2O 4e-=4H++O2↑。
(4)①根据题意,要使得实验2、3是判断相同浓度在不同下是否有氧气产生,则溶液的总体积应该相等,因此其中40.0;故答案为:40.0。
②根据图中信息分析,实验1分析,氯气量越多,溶解氧的含量减少,实验2与实验3分析同样浓度的氯化钠在中性和碱性条件下溶解氧是不相同,在碱性条件下溶解氧含量增多,根据实验5分析在碳酸钠碱性条件下溶解氧含量增加,因此根据前面分析得到实验2溶解氧先降低后升高的原因是生成氯气量增多,溶解氧含量减少,当氯化钠反应完,溶液呈碱性,氯气逸出,此时溶解氧又慢慢增大即Cl-放电产生氯气导致溶解氧降低,后OH-放电导致溶解氧升高;故答案为:Cl-放电产生氯气导致溶解氧降低,后OH-放电导致溶解氧升高。
③根据题意,由上述实验现象可获得的实验结论是说明开始阶段是OH-放电溶解氧增多,后来Cl-放电氯气含量增多即该条件下OH-比Cl-先放电;故答案为:该条件下OH-比Cl-先放电。
④根据题意分析,根据实验1得到是氯离子放电,而实验3是OH-比Cl-先放电,因此可采取的措施有电解过程加入NaCl控制合适的氯离子浓度或离子交换膜;故答案为:电解过程加入NaCl控制合适的氯离子浓度或离子交换膜(其他合理答案即可)。
【分析】(1)用固体配制250mL一定物质的量溶液需要用到的仪器为胶头滴管、托盘天平(带砝码)、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶;
(2)依据先除杂再干燥后检验分析;反应前通入氮气的目的是排出装置内的空气;
(3) 根据实验现象,阳极失电子,发生氧化反应;
(4)①“变量控制法”是探究一个因素时,要控制其他因素相同;
②根据图中信息分析,氯气量越多,溶解氧的含量减少判断;
③根据题意及实验现象,判断离子放电顺序;
④根据题意和离子放电顺序分析。
17.【答案】(1)-127.8
(2)A;降低温度
(3);大于
(4)0.26
(5)<
(6)
【解析】【解答】(1)已知:、的燃烧热()分别是、,可得燃烧热的热化学方程式为、,根据盖斯定律,6反应5-反应6+反应3可得,;
(2)对于主反应:,
A.在密闭溶液中混合气体的质量不变,且恒容,则混合气体密度一直保持不变,不能说明反应达到平衡状态,A选;
B.反应前后气体分子数有变化,在恒温恒容下,压强与物质的量成正比,则混合气体总压强保持不变,说明反应达到平衡状态,B不选;
C.乙烯体积分数保持不变说明乙烯的物质的量不再发生变化,说明反应达到平衡状态,C不选;
D.在密闭溶液中混合气体的质量不变,反应前后气体分子数有变化,则物质的量有变化,则气体平均摩尔质量保持不变时说明反应达到平衡状态,D不选;
故答案为:A;
由于该反应是放热反应,可降低温度平衡正移,以提高二氧化碳的平衡转化率;
(3)由图1可得出在相同温度下,催化下乙烯的净速率最大,则说明催化效率最高的是;由于A点之后乙烯的净速率持续增大,说明平衡正向移动,则A点的正反应速率大于逆反应速率;
(4)起始浓度为,达到平衡时的转化率为45%,设生成为x mol/L、生成为ymol,列三段式:、,由达到平衡时的转化率为45%得2x+y=0.2mol×45%=0.09mol,的选择性为80%得,由两式解得x=0.04、y=0.01,则该温度下,副反应的平衡常数;
(5)将的NaOH溶液和的HCOOH溶液等体积混合,得到混合溶液为等量的HCOOH和HCOONa,常温下,HCOO-的水解平衡常数为,由于Kh,则电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,pH<7;
(6)阴极发生还原反应,为得到12个电子转为乙烯,电极反应式为;
【分析】(1)考查盖斯定律,其思路是写出目标热化学方程式,再在目标热化学方程式中出现,已知热化学方程式中有且只出现一次的物质,再将化学计量系数换为一样的,再相加或相减,再把焓变相加减,求出待求焓变;
(2)可逆反应达到化学平衡状态的标志,首先要弄清条件是恒温恒容、恒温恒压还是绝热密闭容器,再根据“变量不变”做出判断;
(3)催化效率越高,反应速率越快;
(4)多重平衡体系中化学平衡常数的计算,要注意各物质的量浓度是几个反应都达到平衡后的最终的物质的量浓度;
(5) 的NaOH溶液和的HCOOH溶液等体积混合后的溶液中是甲酸钠和甲酸的物质的量浓度相同的混合溶液,溶液显酸性还是碱性取决于,甲酸的电离程度和甲酸根离子的水解程度那个大,经计算得知,溶液显酸性;
(6)电解池中阴极发生还原反应,b电极二氧化碳还原为乙烯,结合电解质溶液显酸性,写出电极反应式。
18.【答案】(1)2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O;bd
(2)SO2-2e-+2H2O=4H++ SO
(3)BaSO4(s)+CO (aq)=BaCO3(s)+SO (aq);0.04
【解析】【解答】(1)由氨气燃料电池的总反应可知,通入氨气的一极为电池的负极,碱性条件下,氨气在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水,电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O;
a.电能转化为化学能时,也有少量电能转化为热能,故不正确;
b.SO 离子未参加电极反应,溶液体积不变,则SO 离子的物质的量浓度不变,故正确;
c.电解时,溶液中的阳离子向阴极移动,则溶液中Cu2+离子向阴极移动,故不正确;
d.粗铜中的Ag、Pt、Au等活泼性弱于铜的金属不能失电子,以阳极泥的形式沉积在阳极附近,利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属,故正确;
e.粗铜中比铜活泼的铝、锌也失电子发生氧化反应,若阳极质量减少64g,转移电子的物质的量不一定是0.2mol,故不正确;
故答案为:2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O;bd;
(2)由图可知,该装置为电解池,酸性条件下,二氧化硫在阳极上失去电子发生氧化反应生成硫酸,电极反应式为SO2-2e-+2H2O=4H++ SO ,故答案为:SO2-2e-+2H2O=4H++ SO ;
(3) ①发生的反应为硫酸钡与饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸钡和硫酸钠,反应的离子方程式为BaSO4(s)+CO (aq)=BaCO3(s)+SO (aq),该反应的平衡常数为 =0.04,故答案为:BaSO4(s)+CO (aq)=BaCO3(s)+SO (aq);0.04。
【分析】
(1)依据总反应,负极失去电子发生氧化反应;
a.放电时产生热能;
b.SO 离子未参加电极反应;
c.电解时,阳离子向阴极移动;
d.活泼性弱于铜的金属不能失电子;
e.阳极发生多个反应;
(2)阳极上失去电子发生氧化反应;
(3) ①硫酸钡与饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸钡和硫酸钠,利用溶度积常数计算。
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