活动2 研究电解知识点题库

氯碱工业是最基本的化学工业之一，离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法，其生产流程如图1所示：

（1）该流程中可以循环的物质是．

（2）电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²^﹣等无机杂质，所以在进入电解槽前需要进行两次精制，写出一次精制中发生的离子方程式，若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽会产生什么后果　．

（3）图2是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图（阳极用金属钛网制成，阴极由碳钢网制成）．则B处产生的气体是，E电极的名称是．电解总反应的离子方程式为．

（4）从阳极槽出来的淡盐水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8%～9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去，该反应的化学方程式为　．

（5）已知在电解槽中，每小时通过1安培的直流电可以产生1.492g的烧碱，某工厂用300个电解槽串联生产8小时，制得32%的烧碱溶液（密度为1.342吨/m³）113m³ ，电解槽的电流强度1.45×10⁴A，该电解槽的电解效率为．

镁、铝及其化合物在生产生活中具有重要的应用．回答下列问题：

（1）工业上冶炼金属镁是采用惰性电极电解熔融MgCl₂的方法，此时阴极的电极反应式为：；
（2）除去MgCl₂溶液中的Fe²⁺ ，常加入少量H₂O₂ ，使Fe²⁺氧化为Fe³⁺ ，然后加入少量碱性物质至溶液pH=4，此时c（Fe³⁺）=mol/L[已知Fe（OH）₃的Ksp=4×10^﹣³⁸]
（3）工业上冶炼金属铝则是采用惰性电极电解熔融Al₂O₃的方法，关于为什么不采用电解熔融AlCl₃的方法的叙述正确的是（选择填空）：

A . AlCl₃是非电解质 B . AlCl₃水溶液不导电 C . AlCl₃是共价化合物 D . AlCl₃熔点太高
（4）用碳棒做电极电解熔融Al₂O₃时，阳极需要定期更换，其原因是（用电极反应式和化学方程式回答）；
（5）已知：Al₂O₃（熔融，l）=2Al（s）+ $\text{[math]}$ O₂（g）△H=1600KJ•mol^﹣¹工业上利用惰性电极电解熔融Al₂O₃冶炼铝，每消耗1000kJ电能时，生成27gAl，则电解过程中能量利用率为．
（6）明矾的化学式为KAl（SO₄）₂•12H₂O，它可以作为净水剂，用离子方程式表示其能够净水的原因；向明矾溶液中逐滴加入Ba（OH）₂溶液至硫酸根离子刚好沉淀完全时，溶液的pH7（填＞、＜、=）；
（7）若在空气中加热固体MgCl₂•6H₂O，可水解生成Mg（OH）Cl，写出相关的化学方程式，所以，为了抑制MgCl₂•6H₂O在加热时水解，可在干燥的气流中加热，可得到无水氯化镁．

在25℃时，用石墨电极电解2.0L，2.5mol/LCuSO₄溶液，如有0.2mol电子发生转移，试回答下列问题：

（1）阴极发生反应，电极反应为．
（2）阳极发生反应，电极反应为．
（3）电解后得到的Cu的质量是 g．溶液的pH是．
（4）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差．电解液的pH（填“变小”、“变大”或“不变”）

如图为教科书中电解饱和食盐水的实验装置．据此，下列叙述不正确的是（）

A . 装置中，a管能产生氢气 B . 在石墨棒电极区域有NaOH产物 C . b管导出的是氯气 D . 以食盐水为基础原料制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”

在1LK₂SO₄和CuSO₄的混合溶液中，C（SO₄²^﹣）=2mol•L^﹣¹ ，用石墨作电极电解该溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L（标况）气体，则原溶液中k⁺的物质的量浓度为（）

A . 2mol•L^﹣¹ B . 3 mol•L^﹣¹ C . 1mol•L^﹣¹ D . 0.5 mol•L^﹣¹

按如图装置进行实验，若乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量，下列叙述中不正确的是（）

A . E表示生成铜的物质的量 B . E表示总反应中消耗水的物质的量 C . F表示反应生成氧气的物质的量 D . F表示生成硫酸的物质的量

按要求填空

（1）室温下，以惰性电极电解100mL 0.1mol/LNaCl溶液，写出电解总反应的化学方程式；若阴阳两极均得到112mL气体（标准状况），则所得溶液的pH为（忽略反应前后溶液的体积变化）．
（2） 25℃时，在浓度均为1mol/L的三种溶液：a （NH₄）₂SO₄、b （NH₄）₂CO₃、c （NH₄）₂Fe（SO₄）₂中，c（NH₄⁺）由大到小的顺序是（用a、b、c表示）
（3）已知反应2HI（g）=H₂（g）+I₂（g）的△H=+11kJ•mol^﹣¹ ， 1mol H₂（g）、1mol I₂（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1mol HI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ．

氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程示意图如图1，完成下列填空：

（1）在电解过程中，与电源负极相连的电极上电极反应为，与电源正极相连的电极附近，溶液pH（选填“不变”、“升高”或“下降”）．
（2）工业食盐含Ca²⁺、Mg²⁺等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为，．
（3）如果粗盐中SO₄²^﹣含量较高，必须添加钡试剂除去SO₄²^﹣ ，该钡试剂可以是．

A . BaCl₂ B . Ba（NO₃）₂ C . BaCO₃
（4）用以如图2装置电解饱和食盐水时a处收集到的气体是 U型管左边铁棒附近滴入紫色石蕊颜色变化为，C为电源的极．B处导气管中产生的气体可用检验．
（5）电解足够长时间后发现相同条件下a出和b处产生的气体体积比接近2：1，此时将电源正负极互换则U型管内现象是．

N₂O₅是绿色硝化试剂，溶于水可得硝酸．图是以N₂O₄为原料电解制备N₂O₅的装置示意图写出阳极区生成N₂O₅的电极反应式是．

电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益．实验室模拟电解法吸收NO_x的装置如图所示（图中电极均为石墨电极）．

（1）若用NO₂气体进行模拟电解法吸收实验．
①写出电解时NO₂发生反应的电极反应式：．
②若有标准状况下2.24LNO₂被吸收，通过阳离子交换膜（只允许阳离子通过）的H⁺为 mol．
（2）某小组在右室装有10L0.2mol•L^﹣1硝酸，用含NO和NO₂（不考虑NO₂转化为N₂O₄）的废气进行模拟电解法吸收实验．
①实验前，配制10L0.2mol•L^﹣1硝酸溶液需量取 mL的密度为1.4g•mL^﹣1、质量分数为63%的浓硝酸．
（3） ②电解过程中，有部分NO转化为HNO₂ ，实验结束时，测得右室溶液中含3molHNO₃、0.1molHNO₂ ，同时左室收集到标准状况下28LH₂ ．计算原气体中NO和NO₂的体积比（假设尾气中不含氮氧化物，写出计算过程）．

煤燃烧后的主要产物是CO、CO₂ ．

（1）已知：①C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3KJ/mol
②C（s）+2H₂O（g）⇌CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90.0kJ/mol
③CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）△H₃
△H₃=kJ/mol，在反应①的体系中加入催化剂，△H₁（填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）以CO2为原料可制备甲醇：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=﹣49.0kJ/mol，向1L 的恒容密闭容器中充入1molCO₂（g）和3mol H₂（g），测得CO₂（g）和CH3OH（g）浓度随时间的变化如图1 所示．
①图1中N表示的是（填化学式）；0～8min内，以氢气表示的平均反应速率v（H₂）=mol/（L•min）．
②在一定条件下，体系中CO₂的平衡转化率（α）与L和X的关系如图2 所示，L和X分别表示温度或压强．X表示的物理量是（填“温度”或“压强”），L₁（填“＞”或“＜”） L₂ ．
（3）向一体积为20L的恒容密闭容器中通入1molCO₂发生反应2CO₂（g）═2CO（g）+O₂（g），在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示.1600℃时反应达到平衡，则此时反应的平衡常数K=．
（4）草酸锌可应用于有机合成、电子工业等．工业上制取ZnC₂O₄的原理如图4所示（电解液不参加反应），Zn电极是（填“正”“负”“阴”或“阳”）极．已知在Pb电极区得到ZnC₂O₄ ，则Pb电极上的电极反应式为

下列叙述错误的是（）

①热稳定性：H₂O＞HF＞H₂S

②熔点：Al＞Na＞K

③ⅡA族元素的阳离子与上周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布

④元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素

⑤多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高

⑥甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到，乙烯能使高锰酸钾酸性溶液褪色

⑦两个非金属元素原子间只可能形成共价键，而含金属元素的化合物中一定含离子键

⑧结合质子能力：OH^﹣＞CH₃COO^﹣＞Cl^﹣

⑨酸性：H₃PO₄＞H₂SO₄＞HClO₄

⑩在电解水制取H₂和O₂时，为了增强导电性，常常要加入一些电解质，最好选用HCl．

A . 仅有②④⑥ B . 仅有①⑤⑦⑨⑩ C . 仅有②③④ D . 仅有①⑤⑥⑦⑨⑩

体积为1L的某溶液中含有的离子如表所示：用Pt电极电解该溶液，当电路中有3mol电子通过时（忽略电解时溶液体积的变化及电解产物可能存在的溶解现象），下列说法正确的是（　　）

离子	Cu²⁺	Al³⁺	NO₃^﹣	Cl^﹣
	1	1	a	1

A . 阴极析出的金属是铜与铝 B . a=3 C . 阳极生成1.5 mol Cl₂ D . 电解后溶液的pH=0

1L KNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中c （NO₃^﹣）=4mol•L^﹣1 ，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况下），假定电解后溶液体积仍为1L，原混合溶液中c（K⁺）为（　　）

A . 1mol•L^﹣1 B . 2mol•L^﹣1 C . 3mol•L^﹣1 D . 4mol•L^﹣1

减少二氧化碳的排放，氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是一项重要的热点课题．

（1） Ⅰ．CO₂经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO₂（g）+6H₂（g）⇌C₂H₄（g）+4H₂O（g）△H 在0.1MPa时，按n（CO₂）：n（H₂）=1：3投料，图1所示不同温度（T）下，平衡时的四种气态物质的物质的量（n）的关系．
①该反应的△H0（填“＞”、“=”或“＜”）．
②曲线b表示的物质为．
③为提高CO₂的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是．
（2）在强酸性的电解质水溶液中，惰性材料做电极，电解CO₂可得到多种燃料，其原理如图2所示．
b为电源的极，电解时，生成乙烯的电极反应式是．
（3） Ⅱ．用活性炭还原法可以处理氮氧化物．如反应：C（s）+2NO（g）⇌N₂（g）+CO₂（g）△H=Q kJ•mol^﹣1 ．
在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
时间（min）
浓度（mol/L）
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
N₂
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
CO₂
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
①T₁℃时，该反应的平衡常数K=．
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是（答一种即可）．
（4） Ⅲ．工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO₂ ，分别生成NaHSO₃、NH₄HSO₃ ，其水溶液均呈酸性．相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c（SO₃²^﹣）较小的是，用文字和化学用语解释原因．

用惰性电极电解下列各组中的3种电解质溶液，在电解过程中溶液pH依次为升高、降低、不变的组是（）

A . AgNO₃ ， CuCl₂ ， Cu(NO₃)₂ B . CaCl₂ ， KOH，NaNO₃ C . KBr，CuSO₄ ， Na₂SO₄ D . H₂SO₄ ， HCl，K₂SO₄

用铂电极电解100mLHNO₃与AgNO₃的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体（标准状况），则原混合液中Ag⁺的物质的量浓度为（）

A . 1mol/L B . 2mol/L C . 2.5mol/L D . 3mol/L

探究电场作用下阴阳离子的迁移。a、b、c、d 均为石墨电极，电极间距4cm。将pH试纸用不同浓度Na₂SO₄溶液充分润湿，进行如下实验：

图片_x0020_1039424515

实验现象：

时间	试纸I	试纸II
lmin	a极附近试纸变红，b极附近试纸变蓝	c极附近试纸变红，d极附近……
10min	红色区和蓝色区不断向中间扩展，相遇时红色区约2.7cm，蓝色区约1.3cm	两极颜色范围扩大不明显，试纸大部分仍为黄色

下列说法错误的是( )

A . d极附近试纸变蓝 B . a极附近试纸变红的原因是：2H₂O+2e^-= H₂↑+2OH^- C . 对比试纸I和试纸II的现象，说明电解质浓度环境影响H⁺和OH^-的迁移 D . 试纸I的现象说明，此环境中H⁺的迁移速率比OH^-快

化学概念的理解需要从本质上进行分析，否则易产生不符合题意。下列有关“电”概念中，不需要通电即可进行的是（）

A . 电泳 B . 电离 C . 电镀 D . 电解

甲是一种在微生物作用下将废水中的尿素 $\text{[math]}$ 转化为环境友好物质，实现化学能转化为电能的装置。利用甲、乙两装置，实现对冶金硅( $\text{[math]}$ 为硅源)进行电解精炼制备高纯硅。下列说法错误的是（）

A . 电极M与电极 $\text{[math]}$ 相连 B . 当甲池中消耗 $\text{[math]}$ 时，乙池得到 $\text{[math]}$ 高纯硅 C . 乙池中液态 $\text{[math]}$ 合金为阳极，液态铝为阴极 D . M上的电极反应式为： $\text{[math]}$

时间（min）浓度（mol/L）	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N₂	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO₂	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

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