2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 電化學(xué) 專題07 多室電解池練習(xí)

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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 電化學(xué) 專題07 多室電解池練習(xí) 1.某化學(xué)興趣小組學(xué)生對(duì)塑料飯盒廢棄物的水解液進(jìn)行電滲析處理,同時(shí)得到對(duì)苯二甲酸。原理如圖所示(H2A表示對(duì)苯二甲酸,A2-表示對(duì)苯二甲酸根離子),下列說法正確的是( ) A. 電極a為陰極,電極b產(chǎn)生氧氣 B. 通電一段時(shí)間后,硫酸溶液pH升高 C. A2-通過陰離子交換膜進(jìn)入濃縮室 D. 對(duì)200ml的8.3g/L對(duì)苯二甲酸溶液,通電一段時(shí)間后,濃度上升到0.1mol/L,陰極產(chǎn)生氣體體積4.48L 【答案】C 2.電解NaB(OH)4溶液制備H3BO3的原理如下圖所示,下列敘述錯(cuò)誤的是 A.

2、 M室發(fā)生的電極反應(yīng)式:2H2O-4e-=O2↑+4H+ B. a、c為陰離子交換膜,b為陽離子交換膜 C. N室中:a%

3、溶液中c(NaOH)增大,所以N室:a%<b%,故C正確;理論上每生成1mol產(chǎn)品,M室生成1molH+,轉(zhuǎn)移電子1mol,M、N室電極反應(yīng)式分別為2H2O-4e-=O2↑+4H+、2H2O+2e-=H2↑+2OH-,N室生成0.5molH2,M室生成0.25mol氧氣,兩極室共產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下16.8 L氣體,故D正確。 3.現(xiàn)有陽離子交換膜,陰離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽。利用氯堿工業(yè)中的離子交換膜技術(shù)原理,可電解Na2SO4溶液生產(chǎn)NaOH溶液和H2SO4溶液。下列說法中正確的是 A. 陰極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2↑ B. 從A口出來的是NaOH溶

4、液 C. b是陽離子交換膜,允許Na+通過 D. Na2SO4溶液從G口加入 【答案】C 4.硼酸(H3BO3)為一元弱酸,已知H3BO3與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為:H3BO3+OH- = B(OH)4-,H3BO3可以通過電解的方法制備。其工作原理如下圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列說法正確的是 A. 電子流向: 電源負(fù)極→b電極→電解液→a 電極→電源正極 B. 陽極的電極反應(yīng)式為:2H2O - 4e- = O2↑+4H+ C. 當(dāng)電路中通過3mol電子時(shí),可得到1mol H3BO3 D. A膜為陽膜,B膜為陰膜,且穿過A膜和B膜

5、的離子數(shù)相同 【答案】B 詳解:根據(jù)裝置圖,a電極與直流電源的正極相連,a電極為陽極,b電極與直流電源的負(fù)極相連,b電極為陰極。A項(xiàng),電子流向:電源負(fù)極→b電極,a電極→電源正極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)放電順序,陽極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+,B項(xiàng)正確;C項(xiàng),當(dāng)電路中通過3mol電子時(shí),陽極室產(chǎn)生3molH+,3molH+穿過A膜進(jìn)入產(chǎn)品室,B(OH)4-穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)為B(OH)4-+H+=H3BO3+H2O,3molH+產(chǎn)生3molH3BO3,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),陽極室生成的H+穿過A膜進(jìn)入產(chǎn)品室與B(OH)4-反應(yīng),A膜為陽膜,B(OH)4-穿過陰

6、膜進(jìn)入產(chǎn)品室,Na+穿過B膜進(jìn)入陰極室,B膜為陽膜,根據(jù)放電順序,陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,根據(jù)陰、陽極得失電子相等,穿過A膜和B膜的離子數(shù)相等,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選B。 5.用電滲析法由NaH2PO2制備H3PO2的工作原理如圖所示,下列說法正確的是 A. 電源a極為負(fù)極,所連石墨電極上的反應(yīng)為2H++2e-=H2↑ B. 氫氧化鈉溶液所在的極室中pH減小 C. H+由左向右穿過陽膜1,H2PO2-由右向左穿過陰膜 D. 當(dāng)導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移0.4mole-時(shí),兩石墨電極上產(chǎn)生氣體體積之和為標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L 【答案】C 【解析】由工作原理圖可知,四室中左

7、端電極室的H+通過陽膜1進(jìn)入產(chǎn)品室,H2PO2-由右向左穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,因此左端電極為陽極,和電源正極相連,a為正極,則b為負(fù)極,右端石墨電極為陰極。結(jié)合以上分析可判斷A. 電源a極為正極,所連石墨電極上的反應(yīng)為氧化反應(yīng)2H2O-4e-=4H++O2↑;A錯(cuò)誤;B. 氫氧化鈉溶液所在的極室中發(fā)生的電極反應(yīng)為還原反應(yīng)2H2O+2e-=4OH-+H2↑,有OH-生成,故pH增大,B錯(cuò)誤;C. H+由左向右穿過陽膜1,H2PO2-由右向左穿過陰膜,C正確;D. 根據(jù)電極反應(yīng),當(dāng)導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移0.4mole-時(shí),陽極產(chǎn)生0.1molO2,陰極產(chǎn)生0.2molH2,產(chǎn)生氣體體積之和為標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72L

8、,故D錯(cuò)誤;本題正確答案為C。 6.高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色水處理劑。 工業(yè)上可用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4,其工作原理如圖所示,兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室。下列說法錯(cuò)誤的是 A. 陽極電極反應(yīng)式:Fe-6e- +8OH-=FeO42- +4H2O B. 甲溶液可循環(huán)利用 C. 離子交換膜a是陰離子交換膜 D. 當(dāng)電路中通過2mol電子的電量時(shí),會(huì)有1molH2生成 【答案】C 7.全釩液流電池充電時(shí)間短,續(xù)航能力強(qiáng),其充放電原理為VO2++V3++H2O VO2++V2++2H+。以此電池為電源,用石墨電極電解Na2SO3溶液,可得到NaOH

9、 和H2SO4示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是 A. 全釩液流電池放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為VO2++2H++e-=VO2++H2O B. 圖中a電極為陰極,N物質(zhì)是H2 C. 全釩液流電池充電時(shí),V3+被氧化為VO2+ D. 電解時(shí),b電極的反應(yīng)式為SO32-+H2O-2e-=SO42-+2H+ 【答案】C 8.Na2FeO4是制造高鐵電池的重要原料,同時(shí)也是一種新型的高效凈水劑。在工業(yè)上通常利用如圖裝置生產(chǎn)Na2FeO4,下列有關(guān)說法不正確的是 A. 右側(cè)電極反應(yīng)方程式:Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O B. 左側(cè)為陽離子交換膜,當(dāng)Cu電極生成1mol

10、氣體時(shí),有2molNa+通過陽離子交換膜 C. 可以將左側(cè)流出的氫氧化鈉補(bǔ)充到該裝置中部,以保證裝置連續(xù)工作 D. Na2FeO4具有強(qiáng)氧化性且產(chǎn)物為Fe3+,因此可以利用Na2FeO4除去水中的細(xì)菌、固體顆粒以及Ca2+等 【答案】D 【解析】根據(jù)圖示,Cu電極為陰極,F(xiàn)e電極為陽極。A項(xiàng),右側(cè)電極為Fe電極,F(xiàn)e失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成FeO42-,電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),左側(cè)為陰極室,H+的放電能力大于Na+,Cu電極上的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,當(dāng)Cu電極上生成1mol氣體時(shí)同時(shí)產(chǎn)生2molOH-,此時(shí)有

11、2molNa+通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極室平衡電荷,B項(xiàng)正確;C項(xiàng),根據(jù)B項(xiàng)分析,陰極室生成NaOH,左側(cè)流出的NaOH溶液的濃度大于左側(cè)加入的NaOH溶液的濃度,即b%a%,根據(jù)圖示可將左側(cè)流出的NaOH補(bǔ)充中該裝置中部,以保證裝置連續(xù)工作,C項(xiàng)正確;D項(xiàng),Na2FeO4具有強(qiáng)氧化性,可利用Na2FeO4除去水中的細(xì)菌,Na2FeO4的還原產(chǎn)物為Fe3+,F(xiàn)e3+水解生成Fe(OH)3膠體,F(xiàn)e(OH)3膠體可吸附固體顆粒,用Na2FeO4不能除去水中的Ca2+,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選D。 9.某研究小組用NaOH 溶液吸收尾氣中的H2S 氣體,再將得到的Na2S溶液進(jìn)行電解制得NaOH溶液,以實(shí)

12、現(xiàn)NaOH的循環(huán)利用。電解裝置如圖所示,電極材料均為石墨,ab、cd均為離子交換膜。下列敘述不正確的是 A. ab表示陽離子交換膜,cd 表示陰離子交換膜 B. 陽極的電極反應(yīng)式為S2--2e-==S ↓,陽極區(qū)有淡黃色沉淀產(chǎn)生 C. 陰極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-==O2 ↑+4H+,陰極區(qū)溶液pH 降低 D. 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol 電子時(shí),會(huì)有11.2 L (標(biāo)準(zhǔn)狀況) 的氣體生成 【答案】C 10.硼酸(H3BO3)為一元弱酸,已知H3BO3與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為H3BO3+OH-=B(OH)4-,H3BO3可以通過電解的方法制備。其工作原理如下圖所示

13、(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A. a與電源的正極相連接 B. 陽極的電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+ C. 當(dāng)電路中通過3mol電子時(shí),可得到1molH3BO3 D. B(OH)4-穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,Na+穿過陽膜進(jìn)入陰極室 【答案】C 11.目前海水液化可采用雙極膜電液析法、同時(shí)獲得副產(chǎn)品,其模擬工作原理如圖所示。其中雙極膜(BP)是陰、陽復(fù)合膜,在直流電的作用下,陰、陽膜復(fù)合層間的H2O解離成H+和OH-,作為H+和OH-離子源。M、N 為離子交換膜。下列說法正確的是( ) A. X 電極為電解池

14、的陰極,該電極反應(yīng)式為: 2H+-2e-=H2↑ B. 電子流向: 電源負(fù)極→X電極→Y 電極→電源正極 C. 電路中每轉(zhuǎn)移1mol 電子,X、Y兩極共得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下16.8L的氣體 D. M為陽離子交換膜,A室獲得副產(chǎn)品NaOH; 若去掉B室雙極膜,B室產(chǎn)物不變 【答案】C 【解析】A、電解池中陽離子向陰極移動(dòng),故X電極為陰極,電極反應(yīng)式為: 2H++2e-=H2↑,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B. 電子流向: 電源負(fù)極→陰極X電極、陽極Y 電極→電源正極,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C、陰極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑,陽極反應(yīng)為:4OH--4e-=O2↑+2H2O,當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí),陰極得到0.5m

15、olH2,陽極得到0.25molO2,兩極一共得到氣體為0.5mol+0.25mol=0.75mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下16.8L的氣體,選項(xiàng)C正確;D、電解池中,電解時(shí),溶液中的陽離子向陰極移動(dòng),陰離子向陽極移動(dòng),因此M為陽離子交換膜,A室獲得副產(chǎn)品NaOH;若去掉雙極膜(BP),則Cl-會(huì)在陽極失去電子,生成Cl2,在陽極室會(huì)有C12生成,,B室產(chǎn)物發(fā)生變化,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案選C。 12.用電滲析法可將含硝酸鈉的廢水再生為硝酸和氫氧化鈉,其裝置如圖所示。 下列敘述不正確的是 A. 膜a、膜c分別是陰離子交換膜、陽離子交換膜 B. 陽極室、陰極室的產(chǎn)品分別是氫氧化鈉、硝酸 C. 陽極

16、的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=4H++O2↑ D. 該裝置工作時(shí),電路中每轉(zhuǎn)移0.2 mol 電子,兩極共生成氣體3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 【答案】B 13.三室式電滲析祛處理廢液(HCl 和FeCl2混合溶液)的原理如圖所示,其中X、Y均為離子交換膜。在直流電場(chǎng)的作用下,中間室得到鹽酸,陰極區(qū)可回收鐵。下列說法正確的是 A. X、Y 依次是陰離子透過膜和陽離子透過膜 B. 通電后,陰極區(qū)溶液的pH 不斷減小 C. 陽極反應(yīng)式為2H2O-4e-==4H+ + O2 ↑ D. 中間室得到1L 2 mol/L鹽酸時(shí),電路中通過1mol電子 【答案】C 14.普通電解精煉銅的

17、方法所制備的銅中仍含雜質(zhì),利用下面的雙膜( 陰離子交換膜和過濾膜)電解裝置可制備高純度的Cu。下列有關(guān)敘述正確的是 A. 電極a為粗銅,電極b為精銅 B. 甲膜為過濾膜,可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū) C. 乙膜為陰離子交換膜,可阻止雜質(zhì)陽離子進(jìn)入陰極區(qū) D. 當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí),可生成32g精銅 【答案】D 【解析】A. 由題意結(jié)合電解原理可知,電極a是陰極,為精銅;電極b陽極,為粗銅,A不正確;B. 甲膜為陰離子交換膜,可阻止雜質(zhì)離子陽離子進(jìn)入陰極區(qū),B不正確;C. 乙膜為過濾膜,可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū),C不正確;D. 當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí),

18、可生成0.5mol精銅,其質(zhì)量為32g ,D正確。本題選D。 15.某鎳冶煉車間排放的漂洗廢水中含有一定濃度的Ni2+和Cl-,圖甲是雙膜三室電沉積法回收廢水中Ni2+的示意圖,圖乙描述的是實(shí)驗(yàn)中陰極液pH與鎳回收率之間的關(guān)系。下列說法不正確的是 A. 交換膜b為陰離子交換膜 B. 陽極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+ C. 陰極液pH= 1時(shí),鎳的回收率低主要是有較多H2生成 D. 濃縮室得到1L 0.5 mol/L鹽酸時(shí),陰極回收得到11.8 g鎳 【答案】D 16.用Na[B(OH)4]溶液可以制備H3BO3,其工作原理如圖,下列敘述不正確的是( )

19、 A. a極反應(yīng)式為:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O B. M室發(fā)生的電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+ C. 理論上每生成1mol產(chǎn)品,可消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6L甲烷氣體 D. b膜為陰離子交換膜,產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)原理為強(qiáng)酸制弱酸 【答案】C 17.硼酸( H3BO3) 為一元弱酸,H3BO3可以通過電解的方法制備。其工作原理如右圖所示( 陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列說法錯(cuò)誤的是 A. a 與電源的正極相連接 B. 陽極的電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+ C. [B(OH)4]-穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,Na+穿過

20、陽膜進(jìn)入陰極室 D. 當(dāng)電路中通過3mol 電子時(shí),可得到1molH3BO3 【答案】D 【解析】A.與 a 極相連的石墨所處的區(qū)域?yàn)殛枠O室,則a與電源的正極相連接,故A正確;B. 陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),溶液中水失去電子生成氧氣,電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+↑,故B正確;C. 在電解池中,陰離子向陽極運(yùn)動(dòng),陽離子向陰極運(yùn)動(dòng),因此[B(OH)4]-穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室,Na+穿過陽膜進(jìn)入陰極室,故C正確;D. 陽極電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+,陰極上發(fā)生還原反應(yīng),溶液中的水得到電子生成氫氣,2H2O+2e- = H2↑+ 2OH―,[B(OH)4]-穿過陰膜

21、進(jìn)入產(chǎn)品室,與氫離子反應(yīng)生成H3BO3,[B(OH)4]-+ H+= H3BO3+ H2O,當(dāng)電路中通過3mol 電子時(shí),生成3mol氫離子,可得到3mol H3BO3,故D錯(cuò)誤;故選D。 18.利用“五室電滲析法”處理含硫酸鈉廢水的原理如圖所示,以石墨為電極材料,室與室之間用離子交 換膜分開(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過),下列說法不正確的是 A. 陽極反應(yīng)式為2H2O-4e-==O2↑+4H+,發(fā)生氧化反應(yīng) B. 通電片刻后,I、III、V室的pH依次減小、不變、增大 C. 當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí),有1molSO42-從III室進(jìn)入Ⅱ室 D. 總反應(yīng)式

22、為Na2SO4+4H2O2NaOH+H2SO4+O2↑+2H2↑ 【答案】C 19.四室式電滲析法制備鹽酸和NaOH的裝置如圖所示。a、b、c 為陰、陽離子交換膜。已知:陰離子交換膜只允許陰離子透過,陽離子交換膜只允許陽離子透過。下列敘述正確的是( ) A. b、c 分別依次為陽離子交換膜、陰離子交換膜 B. 通電后Ⅲ室中的Cl-透過c 遷移至陽極區(qū) C. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的pH均升高 D. 電池總反應(yīng)為4NaCl+6H2O4NaOH+4HCl+2H2↑+O2↑ 【答案】D 20.全釩液流電池充電時(shí)間短,續(xù)航能力強(qiáng),被譽(yù)為“完美電池”,工作原理如圖1所示,反

23、應(yīng)的離子方程式為:VO2++V3++H2OVO2++V2+ +2H+。以此電池電解Na2SO3溶液(電極材料為石墨),可再生NaOH,同時(shí)得到H2SO4,其原理如圖2所示。下列說法錯(cuò)誤的是 A. 電解Na2SO3溶液時(shí),a極與電池負(fù)極相連,圖1中H+從電池右邊移向左邊 B. 電池充電時(shí),正極電極反應(yīng)為VO2++e-+2H+=VO2++H2O C. 電解時(shí)b的電極反應(yīng)式為SO32-+H2O-2e- =SO42-+2H+ D. 若電解過程中圖2 所有液體進(jìn)出口密閉,則消耗12.6g Na2SO3,陰極區(qū)變化的質(zhì)量為4.4g 【答案】B 21.銀鋅蓄電池應(yīng)用廣泛,放電時(shí)總反應(yīng)為Zn

24、+Ag2O2+H2O==Zn(OH)2+Ag2O,某小組以銀鋅蓄電池為電源,用惰性電極電解飽和Na2SO4溶液制備H2SO4和NaOH,設(shè)計(jì)如圖所示裝置。連通電路后,下列說法正確是 A. 電池的a極反應(yīng)式為Ag2O2+H2O+2e-=Ag2O+2OH- B. 氣體Y為H2 C. pq膜適宜選擇陽離子交換膜 D. 電池中消耗65gZn,理論上生成1mol 氣體X 【答案】D 【解析】用惰性電極電解飽和Na2SO4溶液制備H2SO4和NaOH,根據(jù)裝置圖可知,該電解池的左側(cè)為NaOH溶液,右側(cè)為H2SO4溶液,說明M電極為陰極,水電離的H+在M電極上得電子生成H2,電極反應(yīng)式為:

25、2H2O+2e-=H2↑+2OH-,中間隔室的Na+通過mn膜進(jìn)入裝置左側(cè)區(qū)域與生成的OH-結(jié)合生成NaOH,N電極為陽極,水電離的OH-在N電極上失電子生成O2,電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+,中間隔室的SO42-通過pq膜進(jìn)入裝置右側(cè)區(qū)域與生成的H+結(jié)合生成H2SO4。A. 根據(jù)上述分析可知,M為陰極,則a為負(fù)極、b為正極,a電極的反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,故A錯(cuò)誤;B. N電極的反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+,氣體Y為O2,故B錯(cuò)誤;C. 因中間隔室的SO42-通過pq膜進(jìn)入裝置右側(cè)區(qū)域與生成的H+結(jié)合生成H2SO4,則pq膜應(yīng)選擇陰離子交

26、換膜,故C錯(cuò)誤;D. 65gZn的物質(zhì)的量為1mol,當(dāng)消耗65gZn時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol,M電極的反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,由反應(yīng)式可知,當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),生成H2的物質(zhì)的量為1mol,故D正確;答案選D。 22.高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4,其工作原理如右圖所示,兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室。下列說法錯(cuò)誤的是 A. 電解時(shí),銅電極連接電源負(fù)極 B. 甲溶液可回用于該電解池 C. 離子交換膜a是陰離子交換膜 D. 陽極電極反應(yīng)式:Fe-6e-+8OH-=FeO42-

27、+4H2O 【答案】C 23.I.新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料,兩電極上分別通入CH4和O2,電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源,進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn),如圖所示。 回答下列問題: (1)甲烷燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為________________________。 (2)閉合開關(guān)K后,a、b電極上均有氣體產(chǎn)生,其中b電極上得到的是________,電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)離子方程式為__________________________。 II.用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2,將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解,可循環(huán)再生NaOH,同

28、時(shí)得到H2SO4,其原理如圖所示。(電極材料為石墨) (1)圖中a極要連接電源的(填“正”或“負(fù)”)________極,C口流出的物質(zhì)是________。 (2)b電極SO放電的電極反應(yīng)式為____________。 (3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng),用平衡移動(dòng)原理解釋原因________________。 【答案】 CH4-8e-+10OH-===CO+7H2O H2 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- 負(fù) 硫酸 SO-2e-+H2O===SO+2H+ H2OH++OH-,在陰極H+放電生成H2,c(H+)減小,水的電離平衡正向移動(dòng),堿性增強(qiáng) (1)圖

29、中a極要連接電源的負(fù)極,C口流出的物質(zhì)是硫酸。 (2)b電極SO放電的電極反應(yīng)式為SO-2e-+H2O===SO+2H+。 (3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng),是因?yàn)樗须婋x平衡H2OH++OH-存在,在陰極H+放電生成H2,c(H+)減小,水的電離平衡正向移動(dòng),堿性增強(qiáng)。 24.磷單質(zhì)及其化合物有著廣泛應(yīng)用。 (1)在1.0 L密閉容器中放入0.10mol PCl5(g),一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng):PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH1 反應(yīng)時(shí)間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p/100kPa)的數(shù)據(jù)見下表: 回答下列問題: ①PCl3的電子式為_______。 ②T

30、1溫度下,反應(yīng)平衡常數(shù)K=______。 ③T1___T2(填“>”、“<”或“=”,下同),PCl5的平衡轉(zhuǎn)化率α1(T1) __α2(T2)。 (2)PCl5、PCl3可轉(zhuǎn)化為H3PO4、H3PO3。已知下列熱化學(xué)方程式: PCl5(g)+4H2O(l) = H3PO4(aq)+5HCl(aq) ΔH2 PCl3(g)+3H2O(l) = H3PO3(aq)+3HCl(aq) ΔH3 H3PO3(aq)+Cl2(g)+H2O(l) = H3PO4(aq)+2HCl(aq) ΔH4 則ΔH4= ______。(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示) (3)次磷酸鈷[Co(H

31、2PO2)2]廣泛用于化學(xué)鍍鈷,以金屬鈷和次磷酸鈉為原料,采用四室電滲析槽電解法制備,原理如下圖。 ①Co的電極反應(yīng)式為______________,A、B、C為離子交換膜,其中B為__________離子交換膜(填“陽”或“陰”)。 ②次磷酸(H3PO2)為一元弱酸,次磷酸鈉溶液中離子濃度由大到小的順序是__________。 【答案】 0.32 mol·L-1 < < ΔH2-ΔH1-ΔH3 Co-2e-=Co2+ 陰 c(Na+)>c(H2PO2-)>c(OH-)>c(H+) 【解析】(1). ①.P原子最外層有5個(gè)電子,Cl原子最外層有7個(gè)電子,P原子與

32、3個(gè)Cl原子形成3個(gè)共用電子對(duì),PCl3的電子式為,故答案為:; ②. 在恒溫恒容的密閉容器中,容器內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)之比等于氣體的總物質(zhì)的量之比,根據(jù)平衡三段式法有: PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) 起始量(mol) 0.1 0 0 轉(zhuǎn)化量(mol) x x x 平衡量(mol) 0.1-x x x 平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量為:(0.1-x+x+x)=(0.1+x)mol,則有:= ,x=0.08mol,所以T1溫度下,反應(yīng)平衡常數(shù)K==0.32 mol·L-1,故答案為:0.32 m

33、ol·L-1; ③. 在1.0 L密閉容器中放入0.10mol PCl5(g),由表中數(shù)據(jù)可知,在時(shí)間為0時(shí),T1對(duì)應(yīng)的氣體總壓強(qiáng)小于T2對(duì)應(yīng)的氣體總壓強(qiáng),因相同條件下溫度越高,氣體的壓強(qiáng)越大,所以T1<T2,在溫度為T2時(shí),根據(jù)平衡三段式法有: PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) 起始量(mol) 0.1 0 0 轉(zhuǎn)化量(mol) y y y 平衡量(mol) 0.1-y y y 平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量為:(0.1-y+y+y)=(0.1+y)mol,則有: = ,y=0.083

34、mol,x=0.08mol<y=0.083mol,所以在溫度為T2時(shí)PCl5的平衡轉(zhuǎn)化率更大, 即α1(T1) <α2(T2),故答案為:<;<; ②. 次磷酸(H3PO2)為一元弱酸,在次磷酸鈉溶液中,H2PO2-水解使溶液呈堿性,溶液中各離子濃度的大小關(guān)系為:c(Na+)>c(H2PO2-)>c(OH-)>c(H+),故答案為:c(Na+)>c(H2PO2-)>c(OH-)>c(H+)。 25.焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛。回答下列問題: (1)生產(chǎn)Na2S2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式______

35、____。 (2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為: ①pH=4.1時(shí),Ⅰ中為__________溶液(寫化學(xué)式)。 ②工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是__________。 (3)制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù),裝置如圖所示,其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為_____________。電解后,__________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水,可得到Na2S2O5。 (4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測(cè)定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時(shí),取50.00 mL葡萄酒

36、樣品,用0.01000 mol·L?1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為_____________,該樣品中Na2S2O5的殘留量為____________g·L?1(以SO2計(jì))。 【答案】 2NaHSO3=Na2S2O5+H2O NaHSO3 得到NaHSO3過飽和溶液 2H2O-4e-=4H++O2↑ a S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+ 0.128 詳解:(1)亞硫酸氫鈉過飽和溶液脫水生成焦亞硫酸鈉,根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)的方程式為2NaHSO3=Na2S2O5+H2O; (2)①碳酸鈉飽和溶液吸收SO2后

37、的溶液顯酸性,說明生成物是酸式鹽,即Ⅰ中為NaHSO3; ②要制備焦亞硫酸鈉,需要制備亞硫酸氫鈉過飽和溶液,因此工藝中加入碳酸鈉固體、并再次充入二氧化硫的目的是得到NaHSO3過飽和溶液; (3)陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),陽極區(qū)是稀硫酸,氫氧根放電,則電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=4H++O2↑。陽極區(qū)氫離子增大,通過陽離子交換膜進(jìn)入a室與亞硫酸鈉結(jié)合生成亞硫酸鈉。陰極是氫離子放電,氫氧根濃度增大,與亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉,所以電解后a室中亞硫酸氫鈉的濃度增大。 (4)單質(zhì)碘具有氧化性,能把焦亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉,反應(yīng)的方程式為S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+;消耗碘的物質(zhì)的量是0.0001mol,所以焦亞硫酸鈉的殘留量(以SO2計(jì))是。

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