電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(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 。電解液中向X極方向移動的離子是 。
②Y電極上的電極反應(yīng)式為 ,
(2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則:
①X電極的材料是
②Y電極的電極反應(yīng)式為 (說明:雜質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)不必寫出。)
③溶液中的c(Cu2+)與電解前相比 (填“變大”、“變小”或“不變”)。
(1)①2H2O + 2e- = H2 + 2OH- (2H++2e-=H2↑)有氣泡產(chǎn)生,溶液變紅 Na+,H+
②2Cl- - 2e-=Cl2
(2)①精銅 ②Cu-2e-=Cu2+ ③變小
解析試題分析:(1)X電極和電源的負極相連,所以作陰極。溶液中的氫離子放電,電極反應(yīng)式是2H++2e-=H2↑。氫離子放電,破壞了陰極周圍水的電離平衡,導(dǎo)致陰極周圍溶液顯堿性,所以溶液顯紅色。電解液中向X極(陰極)方向移動的離子是陽離子:Na+,H+②Y電極和電源的正極相連,作陽極。溶液正的氯離子放電生成氯氣,電極反應(yīng)式是2Cl-—2e-=Cl2↑。
(2)粗銅精煉時,粗銅和電源的正極相連,作陽極。純銅和電源的負極相連,作陰極,硫酸銅作電解質(zhì)溶液,所以①X電極材料是純銅,電極反應(yīng)式是Cu2++2e-=Cu;②Y電極材料是粗銅,電極反應(yīng)式是Cu-2e-=Cu2+。③陽極其他金屬失電子的時候,溶液中的Cu2+ 得電子,所以精煉過程中,溶液中的c(Cu2+)變小。
考點:電解池的分析和粗銅電解精煉
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)把一塊純凈的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯里,可觀察到鋅片上有氣泡,再平行插入一塊銅片,可觀察到銅片上________
(填“有”或“沒有”)氣泡產(chǎn)生,再用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來,組成一個原電池,負極為______,正極的電極反應(yīng)式為___________。
(2)如果燒杯中最初裝入的是500mL 2 mol·L-1的稀硫酸,構(gòu)成銅鋅原電池(假設(shè)產(chǎn)生的氣體沒有損失),當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到11.2 L的氫氣時,則此時燒杯內(nèi)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度應(yīng)為(溶液體積變化忽略不計)________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
按如圖所示裝置連接,X、Y均為惰性電極。請回答下列問題:
(1)Zn為________極。
(2)連接好裝置后,燒杯中的溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是___________。
(3)圖中通過隔膜的SO42-向________(填“左”“右”或“不”)遷移,Y極及其附近出現(xiàn)的現(xiàn)象是________。
(4)常溫下,當(dāng)Zn極質(zhì)量減少32.5 g時,X極生成氣體8.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),若此時燒杯中溶液的體積為500 mL,則此時燒杯中溶液的pH=________(不考慮生成的氣體溶于水)。
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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-1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
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
某課外活動小組同學(xué)用如圖裝置進行實驗,試回答下列問題:
(1)若開始時開關(guān)K與a連接,則B極的電極反應(yīng)為 。
(2)若開始時開關(guān)K與b連接,則B極的電極反應(yīng)為 ,總反應(yīng)的離子方程式為 。有關(guān)上述實驗,下列說法正確的是(填序號) 。
①溶液中Na+向A極移動、趶腁極處逸出的氣體能使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍、鄯磻(yīng)一段時間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度、苋魳(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體,則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子
(3)該小組同學(xué)模擬工業(yè)上用離子交換膜法制燒堿的方法,可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。
①該電解槽的陽極反應(yīng)為 。
此時通過陰離子交換膜的離子數(shù) (填“大于”“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。
②通電開始后,陰極附近溶液pH會增大,請簡述原因 。
③若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池,則電池正極的電極反應(yīng)為 。
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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)個細微原電池,這些細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
(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)計的原電池其負極反應(yīng)為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
某中學(xué)課外興趣小組用惰性電極電解飽和食鹽水(含少量Mg2+)作系列探究,裝置如圖所示:
(1)電解時,甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)電極a附近溶液出現(xiàn)渾濁,請用離子方程式表示原因:
___________________________________________________________________________________。
(2)一段時間后,你認(rèn)為C中溶液可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是_________________________________,請用離
子方程式表示原因______________________________________________________。
(3)隨著反應(yīng)的進行,興趣小組的同學(xué)們都特別注意到D中溶液紅色逐漸褪去。他們對溶液紅色褪去主要原因提出了如下假設(shè),請你完成假設(shè)二。
假設(shè)一:B中逸出氣體與水反應(yīng)生成的物質(zhì)有強氧化性,使紅色逐漸褪去;
假設(shè)二:______________________________________________________________________。
(4)請你設(shè)計實驗驗證上述假設(shè)一,寫出實驗步驟及結(jié)論:_____________________________________。
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