高考化学知识点整理《电解池原理》试题巩固(2017年最新版)(八)
2017-08-26 01:43:19
来源:91考试网
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1、填空题 雾霾已经严重影响我们的生存环境。火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。
  图22-1 图22-2 图22-3 (1)利用甲烷催化还原NOx: ①CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g) △H1=-574kJ?mol-1 ②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H2=-1160kJ?mol-1 甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。 (2)将CO2转化为甲醇的热化学方程式为: CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H3 ①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线(见图22-1),则上述CO2转化为甲醇反应的△H3 0(填“>”、“<”或“=”)。 ②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图22-2所示。 下列说法正确的是 (填字母代号)。 A.第10min后,向该容器中再充入1molCO2和3molH2,则再次达到平衡时c(CH3OH) ="1.5" mol/L B.达到平衡时,氢气的转化率为0.75 C.0~10分钟内,氢气的平均反应速率为0.075mol/(L?min) D.该温度下,反应的平衡常数的值为3/16
| E.升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)增大 (3)某种脱硫工艺中将烟气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1∶1,则该反应的化学方程为 。 (4)电化学降解NO3- 的原理如题22-3图所示。 ①电源正极为 (填“A”或“B”),阴极反应式为 。 ②若电解过程中转移了1mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)为 g。
参考答案:(1)CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ?mol-1 (2)①< ②B (3)12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH4)2SO4+4NH4NO3 (4)①A, 2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH- ②7.2
本题解析:(1)(①+②)÷2可得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ?mol-1 (2)① 由甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线可以看出:当升高温度时甲醇的体积分数减小,说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应反应移动,逆反应方向是吸热反应,所以正反应为放热反应,所以△H<0.② CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)由图可知:反应的容器容积为1L,当反应进行到10分钟时达到平衡,此时CO2的转化率为0.75. CH3OH的平衡浓度为0.75mol/L.A. 此时若向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2,假如平衡不发生移动,由于C(CO2)C(H2)都是原来的2倍,则再次达到平衡时c(CH3OH) ="1.5" mol/L。而实质上这是一个反应前后气体体积不等的可逆反应,增大反应物的浓度,也就增大了压强。增大压强化学平衡向气体体积减小的方向即正反应方向移动。所以当达到新的平衡时c(CH3OH)大于1.5 mol/L。错误。B.由于在反应中CO2和H2是按照1:3关系反应的,投入量也是按照1:3加入的,所以再次达到平衡时,氢气的转化率不变,仍为0.75。正确。C.0~10分钟内,V(CO2)= ΔC/Δt="0.75mol/L÷10min=" 0.075mol/( L?min) .V(H2): V(CO2)=3:1,所以V(H2) ="3" V(CO2)= 3×0.075mol/( L?min) = 0.225mol/( L?min).错误。D.该温度下,反应的平衡常数的值K="{" c(CH3OH)·c(H2O)}÷{ c(CO2)·c3(H2)}=" (0.75×0.75)" ÷{0.25×(3-0.75)3}=0.1975.错误.E.由于该反应的正反应是放热反应,所以升高温度将使平衡逆向移动,n(CH3OH)/n(CO2)减小。错误。正确选项为B。(3)该反应的化学方程为12NH3+3O2+4SO2+ 4NO2+6H2O= 4(NH4)2SO4+4NH4NO3(4)① 由于NO3- →N2 ,得到电子,所以应该接电源的负极,作阴极。即A为电源的正极,B为电源的负极。阴极反应式为2NO3-+10e-+6H2O=N2↑+12OH-。② 电解池右侧NO3-转化成N2,发生还原反应:2 NO3-+10e-+6H2O = N2↑+ 12OH- ,其电极应为阴极,则左侧发生 氧化反应:2H2O
本题难度:困难
2、填空题 电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,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?。 ② Y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 ① X电极的材料是?,电极反应式是?。 ② Y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)
参考答案:(1)① 2H++2e-=H2↑;放出气体,溶液变红② 2Cl–-2e-=Cl2↑;把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色(2)① 纯铜;Cu2++2e-=Cu ② 粗铜;Cu-2e-=Cu2+
本题解析:(1)①和电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,所以该电极附近氢氧根浓度增大,碱性增强,滴入几滴酚酞试液会变红,故答案为:2H++2e-=H2↑;放出气体,溶液变红;②和电源的正极相连的电极Y极是阳极,该电极上氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,可以用于氯气的检验,故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色;(2)①电解方法精炼粗铜,电解池的阴极材料是纯铜,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,故答案为:纯铜;Cu2++2e-=Cu;②电解方法精炼粗铜,电解池的阳极材料是粗铜,电极反应为:Cu-2e-=Cu2+,故答案为:粗铜;Cu-2e-=Cu2+.
本题难度:一般
3、填空题 在25 ℃时,用石墨电极电解1000mL一定浓度的CuCl2溶液。5 min后电解完全,在一个石墨电极上只有1.28 g Cu生成。试回答下列问题: (1)总反应式为?。 (2)电解过程中转移的电子数为?mol, 同时生成标准状况下气体的体积为? (3) 该CuCl2溶液的物质的量浓度为?。 (4)有铜生成的是?(填“阳极”或“阴极”)
参考答案:(1)CuCl2 Cu+ Cl2 ↑? (2)0.04,? 0.448L (3)0.02mol/L (4)阴极
本题解析:电极电解CuCl2溶液,铜离子在阴极得到电子析出铜,氯离子在样极放电,生成了氯气,所以该反应式为CuCl2 Cu+ Cl2 ↑, 石墨电极上有1.28 g Cu生成,即生成了铜为0.02mol,转移的电子数为0.04mol,同时生成标准状况下气体的体积为0.04/2×22.4=0.448L;因为石墨电极上只生成了1.28 g Cu,所以该CuCl2溶液的物质的量浓度为0.02/1=0.02mol/L。 点评:本题考查了电解池的相关知识,该题属于对基础知识的考查,只要熟悉相关考点,该题难度不大。
本题难度:一般
4、填空题 (8分)某实验兴趣小组利用如下图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成产物的实验,当图中开关K闭合片刻后,试填空:
 (1)电解饱和食盐水的离子方程式为? (2)a为电源的?极(填“正”或“负”);D中收集的气体是?。 (3)C试管盛放?溶液。溶液中A电极附近的现象是??。
参考答案:(8分) ⑴2Cl—+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH—(2分)? ⑵负? H2(各1分) ?⑶淀粉碘化钾(或淀粉碘化钠等其他合理答案均可)(2分)有气泡产生,溶液由无色变为红色(2分)
本题解析:(1)惰性电极电解饱和食盐水生成物是氢氧化钠、氢气和氯气,所以反应的离子方程式是2Cl—+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH—。 (2)A电极生成的气体用向下排空气法收集,说明生成的气体是氢气,所以A电极是阴极,则a就是电源的负极。 (3)b是电源的正极,所以B电极就是阳极。则溶液中的氯离子在阳极放电生成氯气。氯气具有强氧化性,能使碘化钾氧化生成单质碘,据此可以鉴别。所以C试管中盛放的是淀粉碘化钾。A电极是氢离子放电,因此A电极周围溶液显碱性,所以溶液中A电极附近的现象是有气泡产生,溶液由无色变为红色。 点评:在判断电解产物时,首先判断阳极电极材料。如果是活性电极,则电极本身失去电子。如果是惰性电极,则溶液中的阴离子失去电子。而阴极是溶液中的阳离子得到电子,所以需要熟练记住常见离子的放电顺序。
本题难度:一般
5、选择题 关于下列各装置图的叙述中,不正确的是
 [? ] A.装置①中,C为阳极,d为阴极 B.装置②可用于排空气法收集H2、NH3、Cl2、HCl、NO等 C.装置③中x为四氯化碳,可用于吸收氨气或氯化氢 D.装置④可用于干燥、收集氨气,并吸收多余的氨气
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单
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