时间:2017-03-02 23:09:44
1、填空题 (10分）电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，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：
⑴若X、Y都是惰性电极，a是饱和CuCl2溶液，则
①电解池中X极上的电极反应式是________；
②Y电极上的电极反应式是________；检验该电极反应产物的方法是________。
⑵如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①Y电极的材料是 ________；
②假若电路中有0.04摩尔电子通过时，阴极增重________克。
参考答案：(10分)⑴①Cu2+ + 2e - = Cu
②2Cl - - 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。
⑵① 粗铜 ②1.28（各2分
本题解析：（1）①X、Y都是惰性电极，电解氯化铜溶液，X与电源负极相连，则X是阴极，阳离子是铜离子放电，生成单质铜，电极反应式为Cu2+ + 2e - = Cu；
②Y与电源正极相连，则Y是阳极，发生氧化反应，氯离子失去电子生成氯气，电极反应式为2Cl - - 2e - = Cl2 ↑；验证氯气是方法是：把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色，证明有氯气产生。
（2）①若电解液a选用CuSO4溶液，用电解方法精炼粗铜，则粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以Y极是粗铜；
②假若电路中有0.04摩尔电子通过时，阴极发生Cu2+ + 2e - = Cu，析出Cu的物质的量是0.02mol，增重的质量是0.02mol×64g/mol=1.28g。
考点：考查电解池的反应原理，电极反应式的书写，阴阳极的判断，电解反应的计算
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，X．Y都是石墨电极，a是饱和食盐水，实验开始时，同时在U型管的两边各滴入几滴酚酞试液，下列叙述正确的是?（ ）
A．Y是阳极，该电极附近有无色气体产生
B．电解时电能将转变为化学能
C．X是负极，该电极附近先观察到溶液变红色
D．电解一段时间收集产生的气体，Y电极得到气体体积稍大
参考答案：A、Y与原电池正极相连接，所以是阳极；溶液中的氯离子在阳极上失电子发生氧化反应，生成黄绿色的氯气，故A错误．
B、该装置是把电能转化为化学能的装置，所以是电解池，故B正确．
C、X与原电池的负极相连，所以是阴极，故C错误．
D、X电极上析出氢气，Y电极上析出氯气，因为氯气能溶于水，所以电解一段时间收集产生的气体，Y电极得到气体体积稍小，故D错误．
故选B．
本题解析：
本题难度：简单
3、填空题 如下图所示，若电解5min时铜电极质量增加2．16g，试回答
（1）电源电极x名称为______________。
（2）pH变化：B_________C__________。(填“增大”“减小”或“不变”)
（3）通电5min时，B中共收集到224mL气体（标况），溶液体积为200mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为________________（设电解前后溶液体积无变化）。
（4）若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH是________（设电解前后溶液体积无变化）。
参考答案：（1）负极
（2）减小；不变
（3）0.025mol·L-1
（4）13
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 某化学兴趣小组用下图装置电解CuSO4溶液，测定铜的相对分子质量。
（1）若实验中测定在标准状况下放出的氧气的体积VL，A连接直流电源的__________ (填“正极”或“负极”）。
（2）电解开始一段时间后，在U形管中可观察到的现象－____________________________。
电解的离子方程式为?。
（3）实验中还需测定的数据是_______________（填写序号）。
①A极的质量增重m g?②B极的质量增重m g
（4）下列实验操作中必要的是____________（填字母）。
A．称量电解前电极的质量
B．电解后，电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗
C．刮下电解过程中电极上析出的铜，并清洗、称重
D．电极在烘干称重的操作中必须按“烘干—称重一再烘干一再称重”进行
E.在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法
（5）铜的相对原子质量为：_______________________（用含有m、V的计算式表示）。
（6）如果用碱性（KOH为电解质）甲醇燃料电池作为电源进行实验，放电时负极的电极反应式为?。
参考答案：（1）负?（2）A极变粗，B极有气泡产生，溶液颜色变浅2Cu2＋＋2H2O
2Cu＋O2↑＋4H＋
（3）①?（4）ABDE?（5）11.2m/V?（6）CH3OH＋8OH－－6e－=CO32－＋6H2O
本题解析：（1）测得O2的体积为VL，A极为负极，
（2）现象为A极变粗，B极有气泡产生，溶液颜色变浅，电极反应式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋（4）电极上析出的Cu的质量不需要挂下，只需要称出A极质量的增加量，故不需要C项的操作。
（5） 设铜的摩尔质量为Mmol/g?2Cu～O2
?2M? 1
m? V/22.4
解得M=11.2m/V
本题难度：一般
5、填空题 (每空2分，共10分)
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 =" +489.0" kJ·mol－1
C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 =" +172.5" kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3)，加入恒容密闭容器中，发生上述反应。反应经过相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的ΔH 0(填“>”、“<”或“＝”)。
③在两种不同温度下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“＝”)。
④用硫酸溶液作电解质进行电解，CO2在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为 。
参考答案：（1）Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-28.5kJ/mol
（2）①c(CH3OH)×c(H2O)/c(CO2)×c(H2)3 ②< ③>
④CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
本题解析：（1）根据盖斯定律，将一式将去二式乘以2可得所求方程式，所以CO还原氧化铁的反应热△H=△H 1 -3△H 2=-28.5kJ/mol，热化学方程式为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-28.5kJ/mol
（2）①根据平衡常数的定义可得，该反应的平衡常数表达式为K= c(CH3OH)×c(H2O)/c(CO2)×c(H2)3
②反应达到平衡时，甲醇的体积分数最大，再升高温度，甲醇的体积分数降低，说明升高温度，平衡逆向移动，所以正向是放热反应，△H<0；
③曲线II先出现拐点，说明II的温度高于I，因为温度升高，平衡逆向移动，所以甲醇的物质的量减少，温度升高，平衡常数减小，所以KⅠ> KⅠI；
④二氧化碳中C元素的化合价是+4价，甲烷中C元素的化合价是-4价，所以二氧化碳转化为甲烷得到8个电子，与氢离子结合生成甲烷与水，电极反应式为CO2-8e-+8H+=CH4+2H2O。
考点：考查盖斯定律的应用，化学反应与能量关系的判断，化学平衡移动的判断，电极反应式的书写
本题难度：困难