电解池工作原理及应用知识点题库

如图所示装配仪器，接通电流电源，电解饱和食盐水，则电解一段时间后，在碳棒和铁钉表面都有气体生成，其中碳棒表面生的气体是（）

A . Cl₂ B . O₂ C . H₂ D . HCl

为将CO和NO转化为无毒物质，某同学设计了如图装置．

①电极a是极；

②甲的化学式是；

③电极b的电极反应式是．

如图是一个化学过程的示意图，回答下列问题：

（1）甲装置中通入CH₄的电极反应式为，
（2）从能量转化的角度分析，乙池是转化为的装置．
（3）一段时间，当丙池中产生112mL（标准状况下）气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在25℃时的物质的量浓度为．（已知：NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500mL）．
（4）若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入（写化学式）．

下列四种装置中，均盛200mL的溶液．①0.005mol/LCuSO₄溶液，②0.01mol/LH₂SO₄ ， ③ZnCl₂溶液，④KCl溶液．

（1）上述四种装置中，为电解池的是（用编号回答），装置②中两电极的电极反应式分别是：Zn极：，Cu极：．
（2）装置④中，通电一开始，Fe极上发生的电极反应式是；C极上发生的电极反应式是．
（3）工作一段时间后，测得导线上均通过0.002mol电子，则上述装置 ②中生成气体的体积是 mL（溶液体积变化忽略不计）．

开发新能源是解决环境污染的重要举措，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池．

（1）已知：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁=﹣1274.0kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=﹣566.0kJ/mol ③H₂O（g）=H₂O（l）△H₃=﹣44kJ/mol．甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：．
（2）可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池．如图1，用Pt作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气．
①写出燃料电池负极的电极反应式．
②若利用该燃料电池提供电源，与图2右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件应是极（填”A”或”B”）；当铁件的质量增重6.4g时，燃料电池中消耗氧气的标准状况下体积为 L．
（3）某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验若每个电池甲烷通入量为1L（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为（法拉第常数F=9.65×10⁴C/mol），最多能产生的氯气体积为 L（标准状况）．
（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⁺ ，然后将甲醇氧化成CO₂和H⁺（用石墨烯除去Co²⁺）现用如图3所示装置模拟上述过程，则Co²⁺在阳极的电极反应式为
除去甲醇的离子方程式为．

用Pt作电极，电解串联电路中分装在甲、乙两个烧杯中的200mL0.3mol／LNaCl的溶液和300mL0.2mol／L的AgNO₃溶液，当产生0.56L(标准状况)Cl₂时停止电解，取出电极，将两烧杯溶液混合，混合液的pH为(假设：电解过程中电解产物不发生其他变化，混合后溶液的总体积为500ml。)（）

A . 1.4 B . 5.6 C . 7 D . 12.6

某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙三池中溶质足量），当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。当乙池中C极质量减轻10.8 g时，回答下列问题。

（1）写出A极的电极方程式：。
（2）甲池中B电极理论上消耗O₂的体积（标准状况下）为多少毫升?
（3）若丙池中溶液的体积为1000 mL，此时丙池中溶液的pH为多少？

按如图所示的装置进行实验：A极是铜锌合金，B极是纯铜，电解质溶液中含有足量的铜离子，通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68 g，溶液质量增加0.03 g，则A合金中Cu、Zn的物质的量之比为（）

A . 4∶1 B . 3∶1 C . 2∶1 D . 1∶1

用下图实验装置进行相应实验，不能达到实验目的的是（）

A . 用图甲装置制备氢氧化亚铁 B . 用图乙装置验正氨气在水中溶解度的大小 C . 用图丙装置进行中和热的测定 D . 用图丁装置实现反应：Cu+2H₂O $\text{[math]}$ Cu(OH)₂+H₂↑

对下图所示的钢铁电化学保护方法，分析正确的是（）

A . 是牺牲阳极的阴极保护法 B . 钢闸门失去电子 C . 电子从负极流向阴极 D . 电子从阴极经海水流向阳极

下图是电解CuCl₂溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（）

A . a为负极、b为正极 B . a为阳极、b为阴极 C . 电解过程中，d电极质量增加 D . 电解过程中，氯离子浓度不变

铁在下列四种情况中腐蚀速率判断正确的是（）

A . a＞b＞c＞d B . b＞a＞d＞c C . d＞c＞b＞a D . b＞d＞a＞c

加工含硫原油时，需除去其中含硫物质。

（1）铁离子浓度是原油加工中防腐监测的重要指标。测定铁离子浓度前，需去除原油加工产生的酸性废水中的硫化氢及其盐。实验室模拟过程如下。
Ⅰ．将250mL酸性废水置于反应瓶中，加入少量浓盐酸，调节pH小于5。

Ⅱ．在吸收瓶中加入饱和氢氧化钠溶液。

Ⅲ．打开脱气—吸收装置，通入氮气，调节气流速度，使气体依次经过反应瓶和吸收瓶。当吹出气体中H₂S体积分数达到标准，即可停止吹气。

已知：含硫微粒的物质的量分数（δ）随pH变化情况如下图所示。

①步骤Ⅰ中加入浓盐酸调节pH＜5的原因是。

②步骤Ⅱ中，当测得吸收液的pH为时，需要更换NaOH溶液。

③利用邻菲罗啉分光光度法可测定样品中的含铁量。测定前需用盐酸羟基胺（NH₂OH·HCl）将Fe³⁺还原为Fe²⁺。将下述离子方程式补充完整：Fe³⁺+NH₂OH·HCl=Fe²⁺+N₂↑+++Cl^-
（2）原油中的硫化氢还可采用电化学法处理，并制取氢气，其原理如下图所示。

①写出反应池内发生反应的离子方程式。

②电解池中，阳极的电极反应为。

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 $\text{[math]}$ 溶液充分润湿,进行如下实验:

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实验现象:

时间	试纸I	试纸II
1min	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

下列说法不正确的是( )

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,说明电解质浓度影响H⁺和OH^-的迁移 D . 试纸I的现象说明,此环境中 $\text{[math]}$ 的迁移速率比OH^-快

已知下列转化关系中M、N均为单质，则M、N可能是( )

M+N $\text{[math]}$ Q $\text{[math]}$ Q溶液 $\text{[math]}$ M+N

A . Cu、Cl₂ B . S、O₂ C . O₂、Na D . Al、Cl₂

有关下列电化学装置的叙述错误的是（）

a. b.

c. d.

A . 图a为原电池装置，溶液中SO₄^2-向锌电极移动 B . 图b为铁件上镀铜的装置，铜应该与外电路的正极相连 C . 图c为电解精炼铜装置，硫酸铜溶液浓度保持不变 D . 图d为氢氧燃料电池装置，负极的电极反应为： $\text{[math]}$

用氟硼酸（HBF₄属于强酸）代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为：Pb+PbO₂+4HBF₄ $\text{[math]}$ 2Pb（BF₄）₂+2H₂O，Pb（BF₄）₂为可溶于水的强电解质。下列说法正确的是（）

A . 放电时，BF₄^-向PbO₂电极移动 B . 充电时，阴、阳两极增加的质量相等 C . 放电时，电子由Pb电极经氟硼酸溶液流向PbO₂电极 D . 充电时，阳极的电极反应式为：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺

随着人类社会的发展，氮氧化物的排放导致一系列环境问题。

（1） NO加速臭氧层被破坏，其反应过程如图所示：

反应O₃(g)＋O(g)=2O₂(g) ∆H=−143kJ/mol

反应1：O₃(g)＋NO(g)=NO₂(g)＋O₂(g) ∆H₁=−200.2kJ/mol

反应2：热化学方程式为。
（2） ①汽车发动机工作时会引发反应N₂(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g)。2000K时，向固定容积的密闭容器中充入等物质的量的N₂、O₂发生上述反应，各组分体积分数(φ)的变化如图1所示。N₂的平衡转化率为。

②在密闭、固定容积的容器中，一定量NO发生分解的过程中，NO的转化率随时间变化关系如图2所示。反应2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋O₂(g) ∆H0(填“>”或“<”)。
（3）利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为90s的情况下，测得不同条件下NO的脱氮率如图I、II所示。

①由图I知，当废气中的NO含量增加时，宜选用法提高脱氮的效率。

②图II中，循环吸收液加入Fe²⁺、Mn²⁺ ，提高了脱氮的效率，其可能原因为。
（4）研究表明：NaClO/H₂O₂酸性复合吸收剂可同时有效脱硝。图III所示为复合吸收剂组成一定时，温度对脱硝的影响。温度高于60℃后，NO去除率下降的原因为。
（5）电解NO制备NH₄NO₃ ，是处理氨氧化物的排放的方法之一，发生反应8NO＋7H₂O $\text{[math]}$ 3NH₄NO₃＋2HNO₃ ，其工作原理如图所示：

①阴极的电极反应式：；

②为使电解产物全部转化为NH₄NO₃需补充物质。

关于如图所示装置的判断，叙述正确的是（）

A . 左边的装置是电解池，右边的装置是原电池 B . 该装置中铜为正极，锌为负极 C . 电子流向：Cu→经过CuSO₄溶液 $\text{[math]}$ D . 当铜片的质量变化为25.6 g时，a极上消耗的O₂在标准状况下的体积为4.48 L

“绿水青山就是金山银山”，研究消除氮氧化物污染对建设美丽家乡，打造宜居环境有重要意义。

（1）已知： $\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
写出C与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 的热化学方程式。
（2）已知：4CO(g)+2NO₂(g)⇌4CO₂(g)+N₂(g)∆H=-1200kJ/mol。在 $\text{[math]}$ 恒容密闭容器中，投入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，经过一段时间后达到平衡状态，测得 $\text{[math]}$ 的转化率为 $\text{[math]}$ 。该温度下，反应的平衡常数为。
（3）原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于 $\text{[math]}$ 的脱除。热解温度为 $\text{[math]}$ 得到的煤焦分别用 $\text{[math]}$ 表示，相关信息如下表：
煤焦
元素分析/%
比表面积 $\text{[math]}$
C
H
$\text{[math]}$
80.79
2.76
105.69
$\text{[math]}$
84.26
0.82
8.98
将NO浓度恒定的废气以固定流速通过反应器(图1)。不同温度下，进行多组平行实验，测定相同时间内NO的出口浓度，可得NO的脱除率与温度的关系如图2所示。
[已知： $\text{[math]}$ 的脱除主要包含吸附和化学还原( $\text{[math]}$ )两个过程]
①已知煤焦表面存在的官能团有利于吸附NO，其数量与煤焦中氢碳质量比的值密切相关，比值小，表面官能团少。由图2可知，相同温度下，单位时间内 $\text{[math]}$ 对NO的脱除率比 $\text{[math]}$ 的高，可能原因是。(答两条)。
② $\text{[math]}$ 后，随着温度升高，单位时间内NO的脱除率增大的原因是。
（4）电解氧化吸收法：其原理如图3所示：
①从A口中出来的物质的是。
②写出电解池阴极的电极反应式。