时间:2020-08-23 06:50:43
1、实验题 碘酸钾（KIO3）晶体是我国规定的食盐加碘剂。它通常是以碘为原料与过量KOH溶液通过下列反应制得：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，再将KI和KIO3的混合溶液电解，将其中的I―转化为IO3―，装置如图。
（1）在反应3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为?。
（2）电解前，将KI和KIO3混合溶液加入阳极区；将氢氧化钾溶液加入阴极区。电解槽用水冷却。电解时，阳极上的电极反应?；阴极上得到的气体产物为?；
（3）某同学查资料获知：KIO3在酸性介质中与碘化物作用生成单质碘，该反应的离子反应方程式为?，为确定电解是否完成，需检验阳极区电解液中是否含有I―，该同学选用淀粉溶液和稀硫酸进行实验，其它仪器及用品自选，请完成其方案：
| 实验操作 | 现象及结论 |
| ? | ? |
参考答案：
（1）5:1
（2）I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O?氢气
（3）IO3-+ 5I-+6H+=3I2+3H2O
【实验操作】取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后，加入几滴淀粉 溶液，观察是否变蓝
【现象及结论】如果不变蓝，说明没有I-（如果变蓝，说明有I-）
（4）蒸发浓缩，洗去吸附在碘酸钾晶体表面的氢氧化钾等杂质
本题解析：（1）碘元素由0价升为+5价，则I2是还原剂，KIO3是氧化产物，碘元素还由0价降为—1价，则I2还是氧化剂，KI是还原产物；根据系数之比等于物质的量之比，由于氧化产物KIO3为1mol，则还原剂I2为1/2mol，还原产物KI为5mol，则氧化剂I2为5/2mol，所以该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为5/2∶1/2=5∶1；（2）阳极发生氧化反应，根据题意可知其主要反应物和产物是I―→IO3―；碘元素由—1价升为+5价，根据化合价升高总数等于失去电子数可知，I―—6e―→IO3―；根据KOH溶液显碱性可知，应用OH―使左右电荷守恒，则I―—6e―+6OH―→IO3―；根据氢或氧原子个数守恒可知，I―—6e―+6OH―=IO3―+3H2O；溶液中的阳离子移向阴极，H+优先得到电子，发生还原反应，产生氢气，则阴极得到的气体产物是H2；（3）碘元素由+5价降为0价，说明KIO3是氧化剂，I2是还原产物，碘元素由—1价升为0价，说明I―是还原剂，I2还是氧化产物；根据化合价升降总数相等，则IO3―+5I―→3I2；酸性介质中可用H+使左右电荷守恒，则IO3―+5I―+6H+→3I2；根据氢或氧原子守恒可知，该反应为IO3―+5I―+6H+=3I2+3H2O；检验阳极区电解液中I―时，需要借助上述反应中碘离子的氧化产物（碘单质）遇淀粉变蓝的特性，就是要设法使碘离子转化为碘单质；因此实验时先取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后，再加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝，若不变蓝，说明无碘离子；若变蓝，说明有碘离子；（4）根据混合物分离提纯的方法可知，从KIO3溶液中制KIO3晶体的过程分别为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，则步骤①为蒸发浓缩；KIO3晶体上吸附着KOH等易溶性杂质，洗涤的目的是除去晶体表面吸附的易溶性杂质。
本题难度：困难
2、选择题 以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如图：下列说法不正确的是（ ）
A．在阴极式，发生的电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑
B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H+浓度增大，使平衡2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O向右移动
C．该制备过程总反应的化学方程式为：4K2CrO4+4H2O
? |
| d 2 |
参考答案：A、电极均为惰性电极，在阴极室发生还原反应，水得电子变成氢气，电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故A正确；
B、阳极室发生氧化反应，水失去电子放电，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，阳极区氢离子浓度增大，平衡右移，故B正确；
C、阳极电极反应为：4H2O+4e-=4OH-+2H2↑，阳极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，4CrO42-+4H+═2Cr2O72-+2H2O，故总制备方程式为4K2CrO4 +4H2O??电解?.?2K2Cr2O7 +4KOH+2H2↑+O2↑，故C正确；
D、设加入反应容器内的K2CrO4为1mol，反应过程中有xmol K2CrO4转化为K2Cr2O4，则阳极区剩余K2CrO4为（1-x）mol，对应的n（K）=2（1-x）mol，n（Cr）=（1-x）mol，生成的K2Cr2O4为x2mol，对应的n（K）=xmol，n（Cr）=xmol，根据：K与Cr的物质的量之比为d，2(1-x)+x1-x+x=d，解得x=2-d，转化率为2-d1×100%=2-d，故D错误；
故选D．
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 串联电路中的四个电解池分别装有0.1 mol·L－1的下列溶液，用铂电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH变小的是
A．盐酸
B．NaCl
C．AgNO3
D．KNO3
参考答案：C
本题解析：A.对于电解盐酸溶液，相当于电解HCl，盐酸溶液浓度降低，H＋浓度降低，pH增大，错误；B.电解NaCl溶液时H＋在阴极上放电，阴极附近OH－浓度增大；阳极上Cl－放电，阳极区域H＋、OH－浓度基本不变，因而电解后整个溶液pH会变大,错误；C.电解AgNO3溶液时，阴极Ag＋放电；阳极是OH－放电，阳极区域H＋浓度变大，溶液pH会显著变小，正确；D.电解KNO3的实质是电解水，pH不变,错误；选C。
考点：考查电解的应用。
本题难度：一般
4、选择题 工业品氢氧化钾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。下列说法不正确的是
A．阴极材料可以是Fe，含氧酸根杂质不参与电极上放电
B．该电解槽的阳极反应式为：4OH―― 4e－= 2H2O+O2↑
C．通电后，该电解槽阴极附近溶液pH会减小
D．除去杂质后氢氧化钾溶液从出口B导出
参考答案：C
本题解析：该电解池反应的实质是电解水，阴极反应是2H2O+2e-=2OH-+H2↑,通电后阴极区的pH增大，阳极反应是2H2O-4e-=4H++O2↑,K+通过阳离子交换膜流向阴极与产生的OH-，以KOH溶液的形式从B口导出。由此可以得出A、B、D正确，C错误。选C。
本题难度：一般
5、填空题 (16分) 以电解法生产金属锰产生的阳极泥中，其锰含量高达40%～50%，主要成分为MnO2的水合物，且含有显著量的Pb2+、Sn2+等重金属杂质。本工艺采用的木屑富含的纤维素在较浓硫酸的作用下膨胀、水解生成还原糖，酸性条件下，可与二氧化锰反应生成可溶性的硫酸锰。
（1）工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰，阳极的电极反应式为 。
（2）写出木屑水解反应的化学方程式： 。配平浸出步骤反应方程式C6H12O6 + MnO2 + H2SO4→ MnSO4 + CO2 + H2O
（3）若取消除酸操作步骤，将会产生 气体（填化学式）而污染环境；
（4）本工艺的一种副产品是重要的农业生产资料，写出其化学式 ；
（5）取一定量的阳极泥进行实验分析，得到如下图像。硫酸的最合适用量为 mL，若再增加硫酸的用量，将会导致 （填化学式）的消耗量增大。
（6）某阳极泥中MnO2（相对分子质量为87）的质量分数为50.0%，将174g该阳极泥与320g36.5%的浓盐酸混合加热，则产生的氯气在标准状况下应少于 L。（假设阳极泥中的其它成分不参与反应）
参考答案：（1）4OH- -4e-＝O2 + 2H2O 或2H2O
本题解析：
本题难度：困难