電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題:
(1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則
① 電解池中X極上的電極反應(yīng)式為 。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是 。
② Y電極上的電極反應(yīng)式為 ,檢驗該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 。
(2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則
① X電極的材料是 ,電極反應(yīng)式是 。
② Y電極的材料是 ,電極反應(yīng)式是 。
(說明:雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)
(1)① 2H++2e-=H2↑;放出氣體,溶液變紅② 2Cl–-2e-=Cl2↑;把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近,試紙變藍色(2)① 純銅;Cu2++2e-=Cu ② 粗銅;Cu-2e-=Cu2+
解析試題分析:(1)①和電源的負(fù)極相連的電極X極是陰極,該電極上氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng),即2H++2e-=H2↑,所以該電極附近氫氧根濃度增大,堿性增強,滴入幾滴酚酞試液會變紅,故答案為:2H++2e-=H2↑;放出氣體,溶液變紅;②和電源的正極相連的電極Y極是陽極,該電極上氯離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),即2Cl--2e-=Cl2↑,氯氣能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{,可以用于氯氣的檢驗,故答案為:2Cl--2e-=Cl2↑;把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近,試紙變藍色;(2)①電解方法精煉粗銅,電解池的陰極材料是純銅,電極反應(yīng)為:Cu2++2e-=Cu,故答案為:純銅;Cu2++2e-=Cu;②電解方法精煉粗銅,電解池的陽極材料是粗銅,電極反應(yīng)為:Cu-2e-=Cu2+,故答案為:粗銅;Cu-2e-=Cu2+.
考點:電解原理
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
下圖是兩座工廠的主要生產(chǎn)流程以及它們之間的生產(chǎn)關(guān)系
回答下列問題:
(1)與上圖中“設(shè)備A”的作用相當(dāng)?shù)膶嶒炑b置是 。
(2)“溶液B”也可以用下列物質(zhì)中的什么物質(zhì)代替? 。
a.KAl(SO4)2·12H2O b.ClO2 c.大量O3 d.K2Cr2O7 e.活性炭
(3)聚氯化鋁在生產(chǎn)過程中作 劑,其作用是 ,可用離子方程式表示其化學(xué)原理如下(用Al3+代表聚氯化鋁): 。
(4)上圖中下方的工廠主要生產(chǎn)兩種氣體和一種常見強堿,通常稱為 工業(yè)。
(5)加入“三種試劑”主要是為了除去粗食鹽水中的Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì),按加入的先后次序?qū)懗龌瘜W(xué)式 。
(6)制取“溶液B”的方法現(xiàn)在已作了改進,其原理圖,用離子方程式表示該裝置中發(fā)生的反應(yīng): 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
電解是最強有力的氧化還原手段,在化工生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。請回答下列問題:
(1)以銅為陽極,以石墨為陰極,用NaCl溶液作電解液進行電解,得到半導(dǎo)體材料Cu2O和一種清潔能源,則陽極反應(yīng)式為________,陰極反應(yīng)式為________。
(2)某同學(xué)設(shè)計如圖所示的裝置探究金屬的腐蝕情況。下列判斷合理的是
___________________________________________________(填序號)。
a.②區(qū)銅片上有氣泡產(chǎn)生
b.③區(qū)鐵片的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑
c.最先觀察到變成紅色的區(qū)域是②區(qū)
d.②區(qū)和④區(qū)中銅片的質(zhì)量均不發(fā)生變化
(3)最新研究發(fā)現(xiàn),用隔膜電解法處理高濃度乙醛廢水的工藝具有流程簡單、能耗較低等優(yōu)點,其原理是使乙醛分別在陰、陽極發(fā)生反應(yīng)生成乙醇和乙酸,總反應(yīng)式為2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH
實驗室中,以一定濃度的乙醛-Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液,模擬乙醛廢水的處理過程,其裝置如圖所示。
①若以甲烷堿性燃料電池為直流電源,則燃料電池中b極應(yīng)通入________(填化學(xué)式),電極反應(yīng)式為________。電解過程中,陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②在實際工藝處理中,陰極區(qū)乙醛的去除率可達60%。若在兩極區(qū)分別注入1 m3乙醛含量為3 000 mg/L的廢水,可得到乙醇________kg(計算結(jié)果保留小數(shù)點后一位)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
微電解技術(shù)具有處理效果顯著、投資少、運行費用低等優(yōu)點。鋁碳微電解處理就是利用鋁-碳顆粒之間形成了無數(shù)個細(xì)微原電池,這些細(xì)微電池在酸性溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。溶液中溶解一定量的氧可以增大鋁的腐蝕效率,因此可以通過曝氣來強化處理效果。實驗裝置如圖:
(1)實驗前,將鋁屑在5%NaOH堿洗10分鐘,目的是① ,② 。
(2)曝氣條件下,在酸性溶液中,該裝置中發(fā)生的電極反應(yīng)為:鋁極 ,碳極 。
(3)通過鋁碳微電解法可以對含鎳電鍍廢水進行處理,某化學(xué)研究小組研究了鋁碳比、反應(yīng)停留時間對處理效果的影響,結(jié)果如下:
通過分析,確定最佳工藝的鋁碳比為 ,反應(yīng)停留時間是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
迄今為止,由化學(xué)能轉(zhuǎn)變的熱能或電能仍然是人類使用的主要的能源。
I.請仔細(xì)觀察下列兩種電池的構(gòu)造示意圖,完成下列問題:
(1)堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池(干電池)性能好,放電電流大。試從影響反應(yīng)速率的因素分析其原因是 。
(2)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,則負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。
Ⅱ.下面是一個將化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的裝置;卮鹣铝袉栴}:
(1)寫出通入O2一極的電極反應(yīng)方程式為 。
(2)a電極是 極,能否寫出其電極反應(yīng)方程式 (填“能”或“不能”),若“能”寫出其電極反應(yīng)方程式,若“不能”說明其理由 。
(3)下列說法不正確的是( )
A.此裝置用于電鍍銅時,電解一段時間,硫酸銅溶液的濃度不變 |
B.U型管中,OH—在a極放電 |
C.若a為純凈金屬,b為粗制金屬,該裝置可用于粗制金屬的精煉 |
D.電子經(jīng)導(dǎo)線流入b電極 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)用FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的化學(xué)方程式為: ;若將該反應(yīng)設(shè)計成如圖的原電池,請在圖中完成標(biāo)注。
(2)實驗證明,能設(shè)計成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng),現(xiàn)有下列反應(yīng):
①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H>0;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H<0 ;
③NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1) △H<0 。
上述反應(yīng)可以設(shè)計成原電池的是 (填序號),如若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液,依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計的原電池其負(fù)極反應(yīng)為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)乙酰水楊酸俗稱阿司匹林,是一種歷史悠久的解熱鎮(zhèn)痛藥。乙酰水楊酸的結(jié)構(gòu)簡式為。
現(xiàn)有乙酰水楊酸的粗品,某同學(xué)用中和法測定產(chǎn)品純度:取a g產(chǎn)品溶解于V1 mL1mol/L的NaOH溶液中,加熱使乙酰水楊酸水解,再用1 mol/L的鹽酸滴定過量的NaOH,當(dāng)?shù)味ńK點時消耗鹽酸V2 mL;
①寫出乙酰水楊酸與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 ;
②計算出產(chǎn)品純度為 (只需列出計算表達式,不必化簡。乙酰水楊酸相對分子質(zhì)量為180)。
(2)甲醇直接燃料電池具有啟動快、效率高、能量密度高等優(yōu)點。(已知二甲醚直接燃料電池能量密度E =8.39 kW·h·kg-1)。
①若電解質(zhì)為酸性,甲醇直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為 ;
②該電池的理論輸出電壓為1.20 V,能量密度E = (列式計算。能量密度 = 電池輸出電能/燃料質(zhì)量,lkW·h = 3.6×106J,一個電子的電量=1.6×10-19C)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有:FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu。
(1)將上述反應(yīng)設(shè)計成的原電池如圖甲所示,請回答下列問題:
①圖中X溶液是_____________________________;
②石墨電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________________________________;
③原電池工作時,鹽橋中的____________(填“K+”或“Cl-”)不斷進入X溶液中。
(2)將上述反應(yīng)設(shè)計成的電解池如圖乙所示,乙燒杯中金屬陽離子的物質(zhì)的量與電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖丙,請回答下列問題:
①M是__________極;
②圖丙中的②線是______________的變化。
③當(dāng)電子轉(zhuǎn)移為2 mol時,向乙燒杯中加入________ L 5 mol·L-1 NaOH溶液才能使所有的金屬陽離子沉淀完全。
(3)鐵的重要化合物高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型飲用水消毒劑,具有很多優(yōu)點。
①高鐵酸鈉生產(chǎn)方法之一是電解法,其原理為Fe+2NaOH+2H2O=Na2FeO4+3H2↑,則電解時陽極的電極反應(yīng)式是__________________________________。
②高鐵酸鈉生產(chǎn)方法之二是在強堿性介質(zhì)中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高鐵酸鈉、氯化鈉和水,該反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
下圖為細(xì)菌冶銅和火法冶銅的主要流程。
(1) 硫酸銅溶液一般呈________(填“酸”、“堿”或“中”)性,原因是________ (用離子方程式表示)。寫出電解硫酸銅溶液的化學(xué)方程式:______________(電解過程中,始終無氫氣產(chǎn)生)。
(2)細(xì)菌冶金又稱微生物浸礦,是近代濕法冶金工業(yè)上的一種新工藝。細(xì)菌冶銅與火法冶銅相比,優(yōu)點為________________(寫出一點即可)。
(3) 用惰性電極分別電解濃的氯化銅溶液和硫酸銅溶液。電解濃的氯化銅溶液時發(fā)現(xiàn)陰極有金屬銅生成,同時陰極附近會出現(xiàn)棕褐色溶液。而電解硫酸銅溶液時,沒有棕褐色溶液生成。下面是關(guān)于棕褐色溶液成分的探究:
①有同學(xué)認(rèn)為,陰極附近出現(xiàn)的棕褐色溶液是氯氣反應(yīng)的結(jié)果,你認(rèn)為他的猜測是否正確?________(填“正確”或“不正確"),原因是__________
資料1:
一般具有混合價態(tài)(指化合物中同一元素存在兩種不同的化合價,如Fe3O4中的 Fe元索)的物質(zhì)的顏色比單一價態(tài)的物質(zhì)的顏色要深。
資料2:
CuCl微溶于水,能溶于濃鹽酸。
②猜想:棕褐色溶液中可能含有的離子是________(填3種主要離子符號)。
③驗證猜想:完成實驗方案(配制棕褐色溶液)。
取少量________固體于試管中,加入________使其溶解,再加入________溶液,觀察現(xiàn)象。
④已知電解前,U形管中加入了________100mL0.5 mol . L-1 CuCl2溶液,電解結(jié)朿時電路中一共轉(zhuǎn)移了 0.03 mol電子,且陰極生成0. 64 g銅,則形成的低價陽離子的物質(zhì)的量為________mol。
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