氯碱工业电化学综合22页62题Word文件下载.docx

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nH2O

A①②③④⑤B①③④⑤C①③⑤D②④

．为防止水闸门被腐蚀，可采取的措施是

A与低电压交流电源相接B与锌板相接

C与直流电源的正极相接D与石墨相接

．下列工作着的装置中，溶液总质量减少，而pH值升高的是

A铁作阴极，银作阳极，电解硝酸银溶液

B铁片和铜片用导线连接起来插入盛有稀硫酸的烧杯中

C分别用铂作阴、阳极，电解氢氧化钠溶液

D铁作阴极，碳棒作阳极，电解氯化钾溶液

．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是（已知氧化性：

Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）

A阳极发生还原反应，其电极反应式：

Ni2＋＋2e－＝Ni

B电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C电解后，溶液中存在的离子只有Fe2＋和Zn2＋

D电解后，Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中

．滴有酚酞和氯化钠试液的湿润滤纸分别做甲、乙两个实验，能发现附近变成红色的电极是

甲乙

AacBbdCadDbc

．下列装置中，当工作一段时间后，溶液的pH值增大的是

ABCD

．下图四个装置，各工作一段时间后，溶液pH显著升高的是；

溶液中电解质质量不变的是。

．下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是

①②③④

A③④②①B②③①④C④②①③D③②①④

．在下图的五个烧杯中都盛有天然水：

①②③④⑤

铁被腐蚀由快到慢的顺序是

A③②①④⑤B④②①③⑤C③②④⑤①D④⑤②③①

．下列各组装置中，在两极的电极反应分别相同的组是

．下列四种装置中，溶液的体积均为250mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.10mol/L，工作一段时间后，测得导线上均通过0.02mol电子，若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述正确的是

A工作一段时间后溶液的浓度①＝②＝③＝④

B工作一段时间后溶液的pH值：

④＞③＞①＞②

C产生气体的总体积：

D电极上析出的固体的质量：

①＞②＞③＞④

．能够使反应Cu＋2H2O＝Cu（OH）2＋H2↑发生的是

A铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极，氯化钠作电解质溶液

B铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀

C用铜片作阴、阳电极，电解硫酸钠溶液

D用铜片作阴、阳电极，电解硫酸铜溶液

．某同学为了完成2HCl＋2Ag＝2AgCl＋H2↑的反应，设计了下列四个实验，如图所示，你认为可行的方案是（电解质溶液为HCl）

ABCD

．按下列反应式进行的过程可否实现？

Cu＋2H2O＝Cu（OH）2＋H2↑

如果能实现，则指出必需的条件和为进行这一反应所用仪器的略图。

如果不可能，请说明为什么？

．为了判断电源A、B两极中哪一个是正极，某学生取滤纸一条，用硫酸钠、酚酞溶液湿润，然后从A、B两极中引出两根导线，并把两导线端分别压在滤纸两侧，通电后在滤纸上靠近A极所连导线的一侧呈现红色，试判断哪一极是正极?

简述理由。

．实验室用普通的食盐进行电解饱和食盐水的实验。

食盐水装在U形管内。

结果很快在某一电极附近出现食盐水浑浊的现象。

造成浑浊的难溶物主要是（填写名称）。

．原电池、电解池在工作时，各极的质量变化有以下三种可能：

①变大、②变小、③不变

（1）负极质量变化可能是；

（2）正极质量变化可能是；

（3）阴极质量变化可能是；

（4）阳极质量变化可能是。

．对于下列装置中的反应，写出相应的电极反应式：

（甲）（乙）（丙）（丁）

（1）甲装置中，Zn极；

Ag极；

（2）乙装置中，Cu极；

（3）丙装置中，Fe极；

C极；

（4）丁装置中，Pt极；

Fe极。

．已知电极材料：

铁、铜、银、石墨、锌、铝；

电解质溶液：

CuSO4溶液、Fe2（SO4）3溶液、盐酸。

按要求回答下列问题：

（1）电工操作上规定：

不能用铜导线和铝导线连接在一起使用。

请说明原因。

（2）若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？

，若能，请写出电极反应式，负极，正极。

（若不能，后面两空不填）。

（3）若电池反应为：

Cu＋2H＋＝Cu2＋＋H2，该池属于原电池还是电解池？

，请写出各电极的电极材料和电解质溶液。

（4）在50mL0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解（不考虑水分蒸发）。

则：

①若两极均为铜片，试说明电解过程中浓度将怎样变化？

答：

。

②若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是。

阴极上的电极反应式是。

如果不考虑H＋在阴极上放电，当电路中有0.04mole－通过时，阴极增重g。

．用惰性电极电解NaCl与NaHCO3混合溶液，测得溶液pH变化如下图所示。

①在0→t1时间内，两个电极上的电极反应式为：

阳极；

阴极。

②用离子方程式表明0→t1时间内，溶液pH升高比较缓慢的原因：

．按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：

（1）U型管内发生什么现象?

写出有关反应的化学方程式

（2）在a、b烧杯中发生什么现象

（3）如果小烧杯中有0.508g碘析出，问大烧杯中，负极减轻多少克?

．铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。

请回答：

（1）工业冶炼铝的化学方程式是。

（2）铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是。

（3）工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。

电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。

①该电解槽的阳极反应式是。

②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因

③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口（填写“A”或“B”）导出。

．目前世界上比较先进的电解制碱术是离子交换膜法。

试回答下列问题：

（1）电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制。

除去SO42－可用钡试剂，该钡试剂可以是。

（选填a、b、c）

ABa（OH）2BBa（NO3）2CBaCl2

（2）现有200mL食盐水，其中含有少量的NaOH，该溶液的pH等于10，用石墨电极电解，当阴极产生的气体体积为0.224L（标准状况）时停止电解。

阳极的电极反应式为。

电解后溶液的pH约为（忽略溶液的体积变化）。

．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：

依据上图，完成下列填空：

（1）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：

，。

（2）为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO42－，加入试剂的合理顺序为（选填A、B、C）。

A先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3，再加盐酸

B先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂

C先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3，再加盐酸

（3）在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，以防止Cl2与NaOH反应；

采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为。

．请从下图中选出必要装置进行电解食盐水实验。

要求准确测量产生氢气的体积（氢气的体积小于25mL），并通过实验证明生成的气体是氯气。

（1）铁棒A、炭棒B应分别与电源的极、极相连接。

（2）请选用上图所示的仪器，设计出实验装置，并根据所设计的实验方案，将接口连接顺序用字母表达出来A－B。

（3）实验中生成5.6mL氢气时（标准状况下），U形管内50mL溶液的pH值约为。

．已知下列反应（反应所需的其他条件和各物质的化学计量数均已略去）：

①A＋B

M＋D＋E；

②M＋E→A＋F＋B请针对以下两种不同情况回答：

（1）若A是一种钠盐，反应①是化学工业上制取单质E和化合物M的重要方法。

则A的电子式为；

反应②的离子方程式为；

在酸性条件下，若将化合物F加到含Fe2＋的溶液中，溶液从浅绿色变成黄色，反应的离子方程式为。

（2）若A是一种含氧酸盐，可用于实验室中检验水的存在。

1个A的酸根离子中共含有50个电子，其中含有一种元素X，X的原子最外层电子数是电子层数的2倍，则X在元素周期表中的位置是第周期族。

X单质的熔点是112.8℃则X单质的晶体类型属于晶体。

X与碳单质在一定条件下可以生成CX2的化合物，其分子结构类似于CO2，则CX2属于（填“极性”或“非极性”）分子。

反应②的化学方程式为。

．请从图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验，要求测定产生的氢气的体积（大于25mL），并检验氯气的氧化性。

（1）A极发生的电极反应式是，B极发生的电极反应式是。

（2）电源、电流表，与A、B两极的正确连接顺序为

L→（）→（）→（）→（）→M

（3）设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序是

（）接（）、（）接A、B接（）、（）接（）

．用下图I所示装置通电10分钟后，去掉直流电源，连接成图Ⅱ所示装置，可观察到U形管左端铁电极表面析出白色胶状物质，U形管右端液面上升。

（1）用装置1电解食盐水时，总反应的离子方程式为，为什么石墨电极上方得到气体的体积比铁电极上方得到气体的体积小得多?

如果所用食盐水中含有MgCl2杂质，在电解过程中还可以观察到的现象是。

（2）用装置Ⅱ进行实验时，有关电极反应式为：

铁电极，石墨电极。

．下图每一方框内的字母代表一种反应物或生成物：

从A到F均为中学化学中常见的物质，其中B跟E反应生成物质F，某温度下该反应起始和其时刻的反应混合组成如上表所示。

请写出下列反应方程式：

反应①；

反应③；

反应③（须注明反应条件）；

反应④。

．根据下列反应框图填空，已知反应①是工业上生产化合物D的反应，反应⑤是实验室鉴定化合物E的反应。

（1）单质L是。

（2）化合物B是。

（3）图中除反应①以外，还有两个用于工业生产的反应，是和（填代号）。

它们的化学反应方程式分别是

和

．下图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物，其中粗框表示初始反应物（反应时加入或生成的水，以及生成沉淀J时的其它产物均已略去）。

填写下列空白：

（1）物质B是，F是，J是；

（2）反应①的离子方程式是。

．烧碱和氯气都是重要的基本化工原料，它们大多来自氯碱工业。

（1）电解饱和食盐水的总反应方程式为，阳极发生的电极反应为。

（2）工业生产用的食盐水进入电解槽之前需精制，请简要说明精制的原因。

（3）目前氯碱工业主要采用的方法有三种，它们各有特点（见表）

方法

电解槽

特点

产品中

NaCl

含量

电解液

中NaOH

总耗能

（KW·

h·

t－1）

其他

隔膜法

使用石棉纤维制成

的隔膜隔开阳极

较大

低

高

细微石棉吸入人

的肺内有损健

康，目前正被离

子膜交换法取代

汞法

由独立的电解室和解

汞室构成，氢气和

氯气在不同室产生

很高

汞易对环境造

成污染，在我

国已被淘汰

离子膜法

使用能选择通过

离子的离子膜替代

隔膜法中石棉隔膜

很低

较高

占地少、生产能

力大、能连续生

产，是氯碱工业

的发展方向

请比较三种方法的优缺点，指出哪些方面的主要因素不断促进着电解槽革新？

（4）氯碱工业的选址比较特殊，如果通常不会单独建氯碱化工厂，而是与农药厂、有机化工厂、制药厂、盐酸厂等建在一起，请分析这种建厂方式的原因和所带来的好处。

．在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。

上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图。

接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。

停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。

静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。

根据上述实验回答：

（1）阳极上的电极反应式为。

（2）阴极上的电极反应式为。

（3）原上层液体是。

（4）原下层液体是。

（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是。

（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是，现象是。

．电解原理在化学工业中有广泛应用。

右图表示一个电解池，装有电解液a；

X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

请回答以下问题：

（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则

①电解池中X极上的电极反应式为。

在X极附近观察到的现象是。

②Y电极上的电极反应式为，检验该电极反应产物的方法是。

（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则

①X电极的材料是，电极反应式是。

②Y电极的材料是，电极反应式是。

（说明：

杂质发生的电极反应不必写出）

．工业上电解质量分数为23.4％的精制食盐水akg，电解后残液的密度为ρkg／L。

将产生的H2、Cl2在一定条件下反应制成质量分数为36.5％的盐酸bkg，已知H2、C12的利用率均为c％。

（1）写出该电解反应的离子方程式。

（2）求残液中氯化钠的质量分数（用含A、B、c的代数式表示）。

（3）求残液中NaOH的物质的量浓度（用含A、B、c、ρ的代数式表示）。

．利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。

某研究小组设计了如右图所示的循环系统实现光分解水制氢。

反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I2和Fe2＋等可循环使用。

（1）写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式。

（2）若电解池A中生成3.36LH2（标准状况），试计算电解池B中生成Fe2＋的物质的量。

（3）若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为amol·

L－1和bmol·

L－1，光催化反应生成Fe3＋的速度为cmol·

min－1，循环系统中溶液的流量为Q（流量为单位时间内流过的溶液体积）。

试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q。

．水银法电解食盐水是氯碱工业发展进程中的重要里程碑，以制得碱液纯度高、质量好著称，其生产原理示意如下：

（1）分别写出电解池、解汞室中发生反应的离子方程式。

（2）当阳极产生3.36m3（标准状况）Cl2时，解汞室中生成NaOH的质量为多少千克。

（3）电解室中NaCl溶液的流入、流出速率均为VL/min，若生产上要求流出碱液的物质的量浓度为cmol/L，计算解汞室中碱液的流出速率Q（单位：

L/min）。

（4）20世纪60年代，氯碱生产采用离子膜法，水银法逐渐被淘汰，你认为被淘汰的主要原因是什么？

．已知在pH为4～5的环境中，Cu2＋几乎不水解，而Fe3＋已完全水解，转化为Fe（OH）3。

某同学欲提纯含有少量Fe2（SO4）3和稀H2SO4的CuSO4溶液，并利用电解纯净的CuSO4溶液得到的数据，计算Cu的相对原子质量。

（1）向含有少量Fe2（SO4）3和稀H2SO4的CuSO4溶液中，加入稍过量的黑色粉末A搅拌、过滤，得到较纯净的CuSO4溶液。

A的化学式为，加入A的作用是；

（2）将较纯净的CuSO4溶液放入右图所示的装置中进行电解，石墨电极上的电极反应式为，电解反应的离子方程式为；

（3）实验完成后，石墨电极产生标准状况下的气体VmL，铜电极增重ag，则Cu的相对原子质量（用带有a、V的计算式表示）为。

．某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水，探究过程如下：

【实验1】：

如右下图装置，电源接通后，与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生；

与电池正极相连的铜丝由粗变细。

电解开始30s内，阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH约为10。

随着沉淀量的逐渐增加，橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部，溶液始终未出现蓝色。

【实验2】：

将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出，分装在两支小试管中，以后的操作和现象如下：

序号

操作

现象

①

滴入稀硝酸溶液

沉淀溶解，有无色气泡产生，最终得到蓝色溶液。

②

滴入稀硫酸溶液

橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物，溶液呈现蓝色

阅读资料：

常见铜的化合物颜色如下：

物质

颜色

氯化铜

固体呈棕色，浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色

氢氧化亚铜

（不稳定）

橙黄色

碱式氯化铜

绿色

氢氧化铜

蓝色

氧化亚铜

砖红色或橙黄色

氯化亚铜

白色

请回答下列问题：

（1）铜的常见正化合价为，最终试管底部橙黄色沉淀的化学式

（2）阴极上发生的反应为：

；

阳极上发生的反应为：

（3）写出实验2中①、②的离子方程式

①

②

．已知在pH＝4～5的环境中，Cu2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。

某学生欲用电解纯净的CuSO4溶液的方法，并根据电极上析出的铜的质量以及电极上产生气体的体积来测定铜的相对原子质量，其实验流程如下图所示：

（1）步骤①中所加入的A的化学式为；

加入A的作用是。

（2）步骤②中所用部分仪器如右图所示，则A接直流电源的极。

（3）电解开始后的一段时间内，在U型管内可观察到的现象是。

其电解反应的离子方程式为。

（4）下列实验操作属必要的是（填字母）。

A称量电解前电极的质量

B电解后的电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗

C刮下电解后电极上的铜，并清洗、称量

D电极烘干称重的操作必须按烘干→称重→再烘干→再称重进行两次

E在有空气存在的憎况下，电极烘干必须采用低温烘干法

（5）铜的相对原子质量为。

．由于Fe（OH）2极易被氧化，所以在实验室用亚铁盐与氢氧化钠反应很难制得Fe（OH）2沉淀。

某学生设计了如图所示的装置制备Fe（OH）2，两极材料分别为石墨和铁。

（1）a电极材料应为，电极反应式为。

（2）电解液可以选用（填序号，多选扣分）。

A蒸馏水BNaCl溶液

C烧碱溶液DNa2SO4溶液

（3）d为苯，其作用是，在加入苯之前对C溶液应作何简单处理。

（4）反应一段时间后，停止通电，用一注射器向。

中推入一些空气，看到的现象是，反应方程式为。

．人们日常生活中广泛使用干电池，但电池中含有汞、镉、铅、锌、铜、锰等有毒物质，会严重污染环境，随着人们环保意识的加强，对废旧电池的处理已引起人们的广泛关注，特别是废旧电池的无害化处理和综合利用显得越来越重要。

已知锌、锰干电池为一次性电源，负极为锌，正极碳包的主要组成为：

碳棒、二氧化锰、碳粉、乙炔黑、氯化铵、氯化锌、电糊等以及少量的铅、镉、汞。

（1）锌、锰干电池分为四类：

勒克朗谢电池、氯化锌电池、碱性电池和无汞电池。

其中勒克朗谢电池表达式为：

（－）Zn（s）∣ZnCl2（aq），NH4Cl（aq）∣MnO2（s），C（s）（＋）；

勒克朗谢电池的放电机理复杂，不是所有的细节都已经完全搞清楚了。

基本的过程由锌的氧化、MnO2的还原和随后的电极反应产物的次级化学反应所构成。

①MnO2在阴极上还原为三价的MnOOH（s）。

请写出阳极和阴极的电极反应

②次级反应的主要产物是微溶的Zn（NH3）2Cl2，请写出次级反应的离子反应方程式和总电池反应

③如果铵根离子浓度极低，请写出总的电池反应式

（2）下面是采用湿法硫酸浸取锌锰干电池的处理工艺方法，制取的一水合硫酸锌和硫酸锰用于配制复合微肥，具有一定的实用价值。

该反应另外加入FeS，作用是。

请写出该反应的两个化学反应方程式

对正极碳包用酸处理以后，对于滤渣还应该做什么后续工作？

硫酸锰溶液中又引入新杂质，处理方法

．通常情况下，塑料是绝缘材料，不能像金属那样直接电镀。

在塑料上电镀铜要先进行表面处理、敏化、活化等，使其表面沉积一层导电的金属膜，然后再进行电镀。

其操作程序如下：

打磨→除油→粗化→敏化→活化→化学镀铜→电镀铜

（1）在洁净粗糙的塑料表面进行“敏化”，需将塑料放人氯化亚锡（SnCl2）溶液中，吸附一层氯化亚锡。

在“活化”时，将“敏化”后的塑料放入含银离子的溶液中，氯化亚锡与银离子反应形成一层活性单质银和＋4价可溶性锡盐。

用水冲洗塑料并吹干。

写出该反应的离子方程式：

该反应的还原剂是：

（2）将“敏化”、“活化”后的塑料放人化学镀铜液中。

在活性银和KNaC4H4O6催化作用下，化学镀铜液中的硫酸铜、氢氧化钠和甲醛反应，塑料表面生成一层金属铜沉积层，还生成甲酸钠、硫酸钠等。

反应完成后，用水冲洗塑料，然后吹干。

写出该反应化学方程式

（3）电镀铜时，塑料制品作为极，金属铜板作为，含有的溶液作为电镀液。

B组

．在如图的装置中，甲、乙两烧杯中都盛有相同体积的0.1mol/L的硫酸溶液，下列有关实验的叙述中，错误的是

A电流计G的指针不动

B通过电流计G的电子流动方向是由上向下

C甲、乙两装置都不是电解槽

D甲装置中铜极上有气泡产生

E乙装置中，[H＋]会减小

．如右图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的NaCl饱和溶液，C（Ⅰ）、C（