时间:2017-08-06 10:56:55
1、填空题 （16分）电解原理在化学工业中有广泛的应用。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电极上的电极反应是?，
在X极附近观察到的现象是?。
②Y电极上的电极反应?，
检验该电极反应产物的方法是?。
（2）若X和Y仍均为惰性电极，a为CuSO4溶液，则电解时的化学反应方程式为_____
_________________________。通过一段时间后，向所得溶液中加入16gCuO粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为__________。?
（3）如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是___________，电极反应式是_________________________。
②Y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）①2H+ + 2e—= H2↑ (2分)?有气泡产生，溶液变红色（1分）
②2Cl-—2e—= Cl2↑(2分)?用湿润的淀粉KI试纸（1分）
（2）
? 0.4mol(2分)
（3）①精铜（1分），Cu2+ + 2e— =" Cu" (2分)
②粗铜（1分），Cu — 2e— = Cu2+(2分)
本题解析：（1）惰性电极电解饱和食盐水，阳极氯离子放电，生成氯气，电极反应式为2Cl-—2e—= Cl2↑。阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，故阴极周围显碱性，电极反应式为2H+ + 2e—= H2↑。根据装置可判断，X是阴极，Y是阳极。氯气具有强氧化性，可以湿润的淀粉KI试纸检验。
（2）惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极OH－放电，生成氧气，阴极铜离子放电析出单质铜，总的反应式为CuSO4+2H2O 
?2Cu+O2↑+2H2SO4。16gCuO是0.2mol，这说明反应中析出了0.2mol铜，所以转移电子的物质的量是0.4mol。
（3）粗铜提纯时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，硫酸铜溶液作电解液。Y是阳极，X是阴极，所以电极反应式分别为Cu — 2e— = Cu2+、Cu2+ + 2e— = Cu。
本题难度：一般
2、选择题 能够使反应Cu +2H2O=Cu(OH)2+ H2↑发生的是?
[? ]
A．铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极，氯化钠作电解质溶液
B．铜锌合金在潮湿的空气中发生电化学腐蚀
C．用铜片作阴、阳电极，电解氯化钠溶液
D．用铜片作阴、阳电极，电解硫酸铜溶液
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图如图，其中电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为石墨电极。下列相关叙述正确的是
A．b电极为阳极
B．电子由b电极经过溶液流入a电极形成回路
C．b电极上发生失去电子的反应
D．尿素在a电极发生氧化反应
参考答案：D
本题解析：A．b电极产生氢气，说明溶液中的氢离子放电，则b电极为阴极，A错误；B．溶液不能传递电子，只能通过导线传递，B错误；C．b电极是阴极，发生得到电子的还原反应，C错误；D．a电极是阳极，失去电子，发生氧化反应，则尿素在a电极发生氧化反应，D正确，答案选D。
考点：考查电化学原理的应用
本题难度：一般
4、选择题 下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是
[? ]
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 （14分）工业上通常用下列方法治理含氮化合物的污染。
（1）用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。已知：
①N2(g)+ O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180.5 kJ/mol ②2C(s)+ O2(g)＝2CO(g) △H＝—221.0 kJ/mol
③C(s)+ O2(g)＝CO2(g) △H＝—393. 5 kJ/mol
写出NO(g)与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式 。
（2）用NH3还原NOx生成N2和H2O。现有NO、NO2的混合气3 L，可用同温同压下3.5 L的NH3恰好使其完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的物质的量之比为 。
（3）电化学降解治理水中硝酸盐污染。在酸性条件下，电化学降解NO的原理如图1，A为电源的 极，阴极反应式为 。
（4）通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离。图2是某些金属氢氧化物在不同浓度和pH时的沉淀——溶解图像，图中直线上的点表示平衡状态。当溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。
①Fe (OH)3、Al(OH)3、Cr(OH)3三种物质的溶度积常数最大的是 ，
图中A、B、C三点中表示Fe(OH)3的沉淀速率大于溶解速率的是 。
②由图可得Fe(OH)2的溶度积的值为 &# 160;。
参考答案：（1）2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)；ΔH=－746.5KJ/mol；（2） 1:3；（3）正极；2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O；（4） ①Cr(OH)3、C ；②1×10-15。
本题解析：③×2－②－①，整理可得：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)；ΔH=－746.5KJ/mol；（2）用NH3还原NOx生成N2和H2O。现有NO、NO2的混合气3 L，可用同温同压下3.5 L的NH3恰好使其完全转化为N2，在反应中化合价升降总数相等，3×2x=3.5×3,解得x=1.75.设原混合气体中NO和NO2的物质的量之比为m：n,则(m+2n)÷(m+n)= 1.75，m：n="1:3" ；（3）电化学降解治理水中硝酸盐污染。在酸性条件下，电化学降解NO
在Ag—Pt电极上得到电子被还原变为N2，所以该电极是阴极，B是电源的负极，则A为电源的正极，阴极反应式为2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O；（4）①Fe (OH)3、Al(OH)3、Cr(OH)3三种物质的组成结构相同，当溶液中金属离子浓度相同时，哪种微粒的溶液中c(OH-)越大，则根据沉淀溶度积常数Ksp=c(M3+)·c3(OH-)的定义可知哪种金属沉淀物的溶度积常数就越大，画一条离子浓度小于1×10-5 mol/L的水平线，会发现：Cr(OH)3的c(OH-)最大，因此Fe (OH)3、Al(OH)3、Cr(OH)3三种物质的溶度积常数最大的是Cr(OH)3；图中A在沉淀溶解平衡先下侧，还没有达到沉淀溶解平衡，溶解速率大于沉淀速率，物质在不断的溶解；B点处于沉淀溶解平衡中，沉淀速率等于溶解速率，C点处于过饱和状态，沉淀速率大于溶解速率。因此A、B、C三点中表示Fe(OH)3的沉淀速率大于溶解速率的是C点；②由图可得Fe(OH)2的溶度积的值为Ksp(Fe(OH)2)= c(Fe2+)·c2(OH-) =1×10-5× (1×10-5)2 = 1×10-15。
考点：考查盖斯定律的应用、氧化还原反应中的计算、电化学的应用、沉淀溶解平衡的影响因素的知识。
本题难度：困难