时间:2020-07-08 00:03:43
1、填空题 某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的?(填“正”或“负”)极相连，氢气从?(选填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出。
(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则M为?(填“阴离子”或“阳离子”，下同)交换膜，N为?交换膜。
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的电极反应式为?。
(4)若在标准状况下，制得11.2 L氢气，则生成硫酸的质量是?，转移的电子数为?。
参考答案：(1)正 C (2)阴离子 阳离子 (3)H2－2e－＋2OH－=2H2O (4)49g 6.02×1023
本题解析：题图中左边加入含硫酸的水，暗示左边制硫酸，即OH－在阳极发生氧化反应，使左边溶液中H＋增多，为了使溶液呈电中性，硫酸钾溶液中的SO42-通过M交换膜向左边迁移，即M为阴离子交换膜，由此推知X为阳极，与电源正极相连，B出口产生氧气，A出口流出硫酸；同理，右侧加入含KOH的水，说明右边制备KOH溶液，H＋在Y极发生还原反应，说明Y极为阴极，与电源负极相连，右边溶液中OH－增多，硫酸钾溶液中K＋向右迁移，N为阳离子交换膜。所以，C出口产生氢气，D出口流出KOH溶液。(3)若将制得的氢气和氧气在氢氧化钾溶液中构成原电池，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，负极反应式为2H2－4e－＋4OH－=4H2O。(4)n(H2)＝0.5 mol,2H＋＋2e－=H2↑，得电子为1 mol，X极的反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑或2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，根据电子守恒知，生成H＋的物质的量为1 mol，故生成0.5 mol H2SO4，m(H2SO4)＝49 g。
本题难度：一般
2、选择题 用电解法制备无机高分子聚合物——聚合氯化铝。如图所示，在一定条件下进行，电解总反应可表示：Al＋H2O＋AlCl3
[Al2(OH)mClx－m]n＋H2↑（未配平），则下面说法中正确的是
A．Cu电极与电源正极相连
B．聚合氯化铝化学式中x＝4
C．电解时阴极的电极反应式为：2H+＋2e¯＝H2↑
D．将电源换成导线连接两电极，则不能形成原电池
参考答案：C
本题解析：从电解的方程式看出Al在阳极放电，Al接电源的正极，Cu接电源的负极，H+在阴极放电。Cu接电源的负极，A错；聚合氯化铝不带电，根据化合价代数和为零，3×2-1×m-(x-m)=0，得x=6，B错；电解时阴极是阳离子放电，是H+在阴极放电生成H2，C对；将电源换成导线连接两电极，满足原电池的形成条件，可以形成原电池，D错。
考点：电解池的工作原理。
本题难度：困难
3、填空题 A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na＋、Ag＋、NO3-、SO42-、Cl-，在如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8克。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：
(1)M为电源的 极(填写“正”或“负”)，甲、乙两个烧杯中的电解质分别为 ?、 ?(填写化学式)。
(2)计算电极f上生成的气体在标准状况下体积为 ?L。
(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式：?。
(4)若电解后甲溶液的体积为10L，则该溶液的pH为 ?。
参考答案：（1）负? NaCl? AgNO3?（2）0.56L （3）4AgNO3＋2H2O
4Ag＋4HNO3＋O2↑ （4）12
本题解析：（1）经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8克，这说明c电极是阴极，则M是负极，N是正极，f是阳极，e是阴极，d是阴极，b是阴极，a是阴极。乙中电解后pH降低，说明酸性增强，因此电解液应该是硝酸银溶液。甲中pH升高，说明碱性增强，因此电解液应该是氯化钠。丙中pH不变，则相当于是电解水，因此电解液是硫酸钠或硝酸钠。
（2）c电极析出的单质银，物质的量＝
＝0.1mol，转移电子的物质的量是0.1mol。f电极是阳极，溶液中的OH－放电，4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑。则根据电子转移守恒可知，生成氧气的物质的量是
＝0.025mol，标准状况下的体积＝0.025mol×22.4L/mol＝0.56L。
（3）乙中电解质是硝酸银溶液，则电解反应方程式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑。
（4）甲中电解质是氯化钠，电解的方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，根据电子守恒可知，反应中生成氢氧化钠的物质的量是0.1mol，其浓度是
＝0.01mol/L，则pH＝12。
本题难度：一般
4、选择题 下列对有关实验的描述不正确的是（ ）
A．在浓氨水中加入生石灰可以制取少量的NH3
B．用惰性电极电解熔融NaCl：2Cl－＋2H2O
Cl2↑＋H2↑＋2OH－
C．氯水和活性炭使红墨水褪色，能用同一原理解释
D．浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度都会降低
参考答案：BC
本题解析：A．生石灰可与水反应，并放出热量，氨气易挥发，可用于制备氨气，故A正确；B．电解熔融NaCl，生成钠和氯气，如电解氯化钠溶液，则生成氯气、氢气和氢氧化钠，故B错误；C．氯水具有强氧化性，而活性炭起到吸附作用，二者的原理不同，故C错误；D．浓硫酸具有吸水性，而盐酸易挥发，长期暴露在空气中浓度都会降低，故D正确，故选BC。
考点：考查氨气、氯气、电解以及浓硫酸的性质
本题难度：一般
5、填空题 如图所示，p、q为直流电源的两极，A由金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D上产生气泡，试回答：
(1)p为?极，A极发生了?反应。
(2)C为?极，可收集到?；D为?极，可收集到?。
(3)C极的电极反应式为?。
(4)在电解过程中，测C、D两极上产生气体的体积，实验数据如下表：
| 时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 阴极产生气体 的体积(cm3) | 6 | 12 | 20 | 29 | 39 | 49 | 59 | 69 | 79 | 89 |
| 阳极产生气体 的体积(cm3) | 2 | 4 | 7 | 11 | 16 | 21 | 26 | 31 | 36 | 41 |
参考答案：(1)正 氧化
(2)阳 氧气 阴 氢气
(3)4OH－－4e－=O2↑＋2H2O
(4)在开始反应的1～4 min内，由于生成的氧气和氢气在水中的溶解没有达到饱和，氧气的溶解度大于氢气，故氢气和氧气的体积比大于2∶1；随着反应的进行，到4 min后，由于生成的氧气和氢气在水中的溶解均达到饱和，故体积比约等于2∶1
(5)不变
(6)64 g/mol
本题解析：(1)B极：X2＋＋2e－=X因此B为阴极，由此可推知A是阳极。C是阳极，D是阴极，p为正极。
(4)从O2和H2在水中的溶解度大小回答。
(5)中A极：X－2e－=X2＋，B极：X2＋＋2e－=X，故两极pH不变。
(6)设X的摩尔质量为M，则：
X2＋＋2e－=? X
2 mol?M
0.004 mol? 0.128 g
M＝
＝64 g/mol。
本题难度：一般