第三节电解池知识点题库

碘硫化学循环原理如图1所示．

（1）写出反应③的化学方程式，一定温度下，向2L密闭容器中加入2mol HI（g），测得n （H₂）随时间的变化如图2所示，则该温度下该反应的平衡常数K=．
（2）写出反应①的化学方程式，其中SO₂体现的是性．
（3）综合①②③三个反应，可看出该化学循环是为了制备某种能源气体，该气体的化学式是．
（4）氧缺位铁酸铜（CuFe₂O₄_﹣_δ）是反应②的良好的催化剂．实验室用如下方法制得：
Ⅰ．在Fe（NO₃）₃和Cu（NO₃）₂混合溶液中加入一定量KOH溶液，加热
Ⅱ．调节pH并连续搅拌24小时
Ⅲ．过滤、干燥获得铁酸铜（CuFe₂O₄）
Ⅳ．在氮气保护下、1223K时煅烧CuFe₂O₄ ，得到CuFe₂O_3.86
①写出制备得到CuFe₂O₄的化学方程式
②研究发现：
温度
元素存在形式
1200﹣1350K
Fe³⁺部分转变为Fe²⁺
计算CuFe₂O_3.86中Fe³⁺与Fe²⁺的质量百分含量之比为．
（5）由于该循环中H₂SO₄与HI发生副反应造成反应器堵塞，因此有科学家用如图3所示原理进行反应．写出阳极的电极反应式．请用文字说明在N极能够获得所需物质的原因是．

研究小组进行如下表所示的原电池实验：

实验编号	①	②
实验装置
实验现象	连接装置5 分钟后，灵敏电流计指针向左偏转，两侧铜片表面均无明显现象	左侧铁片表面持续产生气泡，连接装置5 分钟后，灵敏电流计指针向右偏转，右侧铁片表面无明显现象

下列关于该实验的叙述中，正确的是（）

A . 两装置的盐桥中，阳离子均向右侧移动 B . 实验①中，左侧的铜被腐蚀 C . 实验②中，左侧电极的电极反应式为2H⁺+ 2e^-=H₂↑ D . 实验① 和实验②中，均有O₂ 得电子的反应发生

氮的化合物应用广泛，但氮氧化物是重要的空气污染物，应降低其排放。

（1）用CO₂和NH₃可合成氮肥尿素[CO(NH₃)₂]
已知：①2NH₃(g)+CO₂(g)=NH₂CO₂NH₄ (s)   △H=-159.5 kJ·mol^-1

②NH₂CO₂NH₄(s)=CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)   △H=+116.5 kJ·mol^-1

③H₂O(l)=H₂O(g)   △H=+44 kJ·mol^-1

用CO₂和NH₃合成尿素（副产物是液态水）的热化学方程式为。
（2）工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染：CH₄(g)+2NO₂(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H在温度为T₁和T₂时，分别将0.40molCH₄和1.0molNO₂充入体积为1L的密闭容器中，n（CH₄）
随反应时间的变化如图所示：

①根据图判断该反应的△H0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②温度为T₁时，0～10min内NO₂的平均反应速率v（NO₂）=，反应的平衡常数K=（保留三位小数）

③该反应达到平衡后，为在提高反应速率同时提高NO₂的转化率，可采取的措施有（填标号）。

A．改用高效催化剂

B.升高温度

C.缩小容器的体积

D.增加CH₄的浓度
（3）利用原电池反应可实现NO₂的无害化，总反应为6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O，电解质溶液为NaOH溶液，工作一段时间后，该电池正极区附近溶液pH（填“增大”、“减小”或“不变”），负极的电极反应式为。
（4）氮的一种氢化物HN₃ ，其水溶液酸性与醋酸相似，则NaN₃溶液中各离子浓度由大到小的顺序为；常温下，将amol·L^-1 的HN₃与bmol·L^-1 的Ba(OH)₂溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba²⁺)=c（N₃^-），则该混合物溶液呈（填“酸”、“碱”或“中”）性，溶液中c(HN₃)= mol·L^-1。

由甲醇 $\text{[math]}$ 、氧气和 $\text{[math]}$ 溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电。

（1）写出该电池负极电极反应式
（2）若以该电池为电源，用石墨作电极电解含有如下离子的溶液。

离子

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象），阳极上发生的电极反应为；阴极收集到的气体体积为（标准状况）。
（3）若用该电池做电源，用石墨做电极电解硫酸铜溶液，当电路中转移 $\text{[math]}$ 时，实际上消耗的甲醇的质量比理论上大，可能原因是。

镁—次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示,该电池反应为Mg+ClO^-+H₂O＝Mg(OH)₂+Cl^-下列有关说法正确的是( )

A . 电池工作时,c溶液中的溶质是MgCl₂ B . 电池工作时,正极a附近的pH将不断增大 C . 负极反应式:ClO^--2e-+H₂O＝Cl^-+2OH^- D . b电极发生还原反应,每转移0.1 mol电子,理论上生成0.1 mol Cl^-

七铝十二钙（12CaO•7Al₂O₃）是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含CaCO₃和MgCO₃）和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：

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（1）锻粉主要含和，用适量NH₄NO₃溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶。该工艺中不能用（NH₄）₂SO₄代替NH₄NO₃ ，原因是．
（2）滤液Ⅰ中阴离子有（忽略杂质成分的影响）；若滤液Ⅰ中仅通入CO₂ ，会生成，从而导致CaCO₃产率降低．
（3）用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为．
（4）电解制备Al（OH）₃时，电极分别为Al片和石墨，则铝片接外电源的极，电解时阴极发生的反应为：．
（5）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl₄^﹣和Al₂Cl₇^﹣两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为．

工业上联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。实验过程中取样测丙溶液的 pH 值，pH 试纸显红色。下列有关说法正确的是（）

A . a 电极的电极反应式为：2H^＋＋ 2e^-= H₂↑ B . 联合生产过程中需添加补充 Na₂SO₄ C . 离子交换膜 d 为阴离子交换膜 D . 每转移 0.1 mol 电子，产生 1.12 L 的气体乙

金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO₂+2nH₂O=4M(OH)_n。

已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )

A . 采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面 B . 比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高 C . M-空气电池放电过程的正极反应式:4Mⁿ⁺+nO₂+2nH₂O+4ne^-=4M(OH)_n D . 在Mg-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)₂,宜采用中性电解质及阳离子交换膜

下列说法中错误的是（）

A . 欲实现铁片镀锌，用锌作阴极 B . 电解精炼铜，若转移2mol电子，阴极质量增加64g C . 硫酸工业中采用沸腾炉以增加固、气接触面积，加快反应速率 D . 工业上常用电解熔融氯化钠法制备金属钠

锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O₂+4OH^－+2H₂O $\text{[math]}$ 2Zn(OH)₄²^－。下列说法正确的是（）

A . 充电时，电路中每通过1mol电子，电解质溶液中就有0.5mol K⁺向阳极移动 B . 充电时，电解质溶液中c(OH^－) 逐渐减小 C . 放电时，负极反应为：Zn＋4OH^－－2e^–＝Zn(OH)₄²^－ D . 放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)

用正确的化学语言回答下列问题

（1）有1mol/L NaHCO₃和Al₂(SO₄)₃溶液，NaHCO₃溶液滴入酚酞后变红，用离子方程式解释；两溶液混合，可作为泡沫灭火剂的起泡剂，发生反应的离子方程式是
（2）已知室温时，0.1mol/L某酸HA在水中有0.1%发生电离，HA的电离常数约为；HA电离出的c(H⁺)约为水电离出的c(H⁺)的倍。
（3）浓度均为0.01mol/L的CH₃COOH和CH₃COONa混和溶液中，c(CH₃COO^－)＋c(CH₃COOH)=mol/L。
（4） 25 ℃时，将a mol·L^－¹氨水与0.01 mol·L^－¹盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH $\text{[math]}$ )=c(Cl^－)。用含a的代数式表示NH₃·H₂O的电离常数K_b=。
（5）燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，CH₄燃料电池，电解质为KOH，写出负极电极反应方程式。

用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1：3的CuSO₄和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有( )

①2Cu²⁺+2H₂O $\text{[math]}$ 2Cu+4H⁺+O₂↑

②Cu²⁺+2Cl^- $\text{[math]}$ Cu+Cl₂↑

③2Cl^-+2H₂O $\text{[math]}$ 2OH^-+H₂↑+Cl₂↑

④2H₂O $\text{[math]}$ 2H₂↑+O₂↑

A . ①②③ B . ①②④ C . ②③④ D . ②④

（1） (一)某小组同学用下列试剂研究将AgCl转化为AgI。(已知：K_sp(AgCl)=1.8×10^-10 ， K_sp(AgI)=8.5×10^-17)
实验操作(试剂：0.1 mol/L NaCl溶液，0.1 mol/L AgNO₃溶液，0.1 mol/L KI溶液)：向盛有2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液的试管中(将操作补充完整)。
（2）实验现象：
（3）实验分析及讨论：
①该沉淀转化反应的离子方程式是。

②由上述沉淀转化反应的化学平衡常数表达式可推导：K $\text{[math]}$ (列式即可，不必计算结果)。
（4） (二)某同学设计如下实验装置实现AgNO₃溶液和KI溶液间的反应(a、b均为石墨)。

当K闭合后，发现电流计指针偏转，b极附近溶液变蓝。

①b极发生的是(填“氧化”或“还原”)反应。

②a极上的电极反应式是。
（5）事实证明：AgNO₃溶液与KI的溶液混合只能得到AgI沉淀，对比(4)中反应，从反应原理的角度解释产生该事实的可能原因：。

我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍，依据你所掌握的电镀原理，你认为在硬币制作时，钢芯应作（）

A . 负极 B . 阳极 C . 正极 D . 阴极

科学家报道了一种新型可充电Na/Fe二次电池，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是（）

A . 充电时，X极为阴极，发生了氧化反应 B . 充电时，Y极的电极反应式为CaFeO_2.5＋0.5Na₂O-e^-=CaFeO₃＋Na^＋ C . 充电时，可用乙醇代替有机电解质溶液 D . 电极材料中，单位质量金属放出的电能：Na＞Li

高纯镓是用来制作光学玻璃、真空管、半导体的重要原料。工业上由锌粉置换渣(主要成分有Ga₂O₃、Ga₂S₃、ZnS、FeO、Fe₂O₃、SiO₂ ，还有部分锗元素)制备高纯镓的主要流程如图：

已知：①镓与铝性质相似；

②不同的萃取剂对微粒的选择性不同，N235型萃取剂优先萃取铁；P204+YW100协萃体系优先萃取离子的顺序是：Ge(Ⅳ)>Fe(Ⅲ)>Ga(Ⅲ)>Fe(Ⅱ)>Zn(Ⅱ)。

回答下列问题：

（1）二段浸出渣的成分是S和(填化学式)，富氧浸出时通入氧气的作用是，进行两段富氧浸出的目的是。
（2） N235萃取和P204+YW100萃取的顺序不可以调换，说明原因。
（3）中和沉镓时发生反应的离子反应方程式为，选用Na₂CO₃中和沉镓优于选用NaOH的原因是。
（4）生成粗镓的电极反应式为。
（5）一定温度下，影响Fe³⁺在N235型萃取剂中溶解度大小的主要因素是，真空蒸馏采用真空的原因是。

下列实验装置能达到实验目的的是（）

A	B	C	D

电解饱和食盐水并检验气体	构成铜锌原电池	电解精炼铜	铁片镀银

A . A B . B C . C D . D

科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示，用Cu—Si合金作硅源，在950℃下利用三层液熔盐进行电解精炼，并利用某CH₄燃料电池(如图所示)作为电源。下列有关说法不正确的是（）

A . 左侧电解槽中：Si优先于Cu被氧化 B . 电极c与b相连，d与a相连 C . a极的电极反应为CH₄-8e^-+4O^2-=CO₂+2H₂O D . 相同时间下，通入CH₄、O₂的体积不同，会影响硅的提纯速率

对下列事实解释的方程式错误的是（）

A . 向 $\text{[math]}$ 悬浊液中加入几滴 $\text{[math]}$ 溶液，沉淀变为红褐色： $\text{[math]}$ B . 过氧化钠用作潜水艇中的供氧剂： $\text{[math]}$ C . 收集的酸雨过一段时间后pH值会减小： $\text{[math]}$ D . 工业上用情性电极电解饱和氯化钠溶液生产氢氧化钠： $\text{[math]}$

氢气是未来最具有前途的能源之一、氢气不仅能将二氧化碳转化为 $\text{[math]}$ 等液体燃料，也能用于燃料电池发电。

（1）以 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为原料制 $\text{[math]}$ 涉及的主要反应如下：
i. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
ii. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
① $\text{[math]}$ 分子中含有键(填“极性”或“非极性”)。
② $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的热化学方程式为。
（2）在催化剂作用下，反应温度和压强对 $\text{[math]}$ 平衡转化率、 $\text{[math]}$ 选择性影响如下图所示。[ $\text{[math]}$ 的选择性 $\text{[math]}$ ]
①比较 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的大小：。
②随着温度的升高， $\text{[math]}$ 平衡转化率增大， $\text{[math]}$ 选择性减小。说明原因：。
（3）氢氧燃料电池是最具发展前途的发电技术之一、设计简单氢氧燃料电池，示意如下：
①闭合 $\text{[math]}$ ，一段时间后断开 $\text{[math]}$ 。闭合 $\text{[math]}$ ，电极b发生的电极反应式为。
②不选用 $\text{[math]}$ 溶液做电解质溶液的原因是。
（4）大规模制 $\text{[math]}$ 所需能量可由太阳能提供。利用 $\text{[math]}$ 可将太阳能储存，释放，结合方程式说明储存、释放太阳能的原理：。