【題目】如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽(yáng)離子交換膜。

根據(jù)要求回答相關(guān)問(wèn)題：

（1）通入氫氣的電極為___（填“正極”或“負(fù)極”），正極的電極反應(yīng)式為__。

（2）石墨電極(C)電極為___（填“陽(yáng)極”或“陰極”），Fe電極的電極反應(yīng)式為__。

（3）反應(yīng)一段時(shí)間后，乙裝置中生成氫氧化鈉主要在__區(qū)。（填“鐵極”或“石墨極”）

（4）如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，則丙裝置中反應(yīng)一段時(shí)間后，硫酸銅溶液濃度將__（填“增大”“減小”或“不變”）。

（5）若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有4.48L氧氣參加反應(yīng)，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體的分子數(shù)為__；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為__。

【答案】負(fù)極 O2+4e-＋2H2O=4OH- 陽(yáng)極 2H++2e-=H2↑ 鐵極 減小 2.408×1023或0.4NA 25.6g

【解析】

原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；因此甲池中的通入氫氣的電極為負(fù)極，通入氧氣的電極為正極；電解池中與電源負(fù)極相連的為陰極，與電源正極相連的為陽(yáng)極；因此，乙池中Fe電極為陰極，C電極為陽(yáng)極；丙池中，精銅為陰極，粗銅為陽(yáng)極。

(1)通過(guò)分析可知，通入氫氣的電極為負(fù)極，正極通入的是氧氣，發(fā)生的電極反應(yīng)式為：；

(2)通過(guò)分析可知，乙池中C電極為陽(yáng)極，Fe電極為陰極，陰極電極反應(yīng)式為：，H+是由水電離產(chǎn)生的；

(3)通過(guò)分析可知，乙池中Fe電極為陰極，陰極處發(fā)生，消耗了水電離生成的H+，因此在陰極區(qū)產(chǎn)生了NaOH；

(4)通過(guò)分析可知，丙池中粗銅為陽(yáng)極，由于粗銅中含有雜質(zhì)，所以電解時(shí)陽(yáng)極不一定是Cu被氧化為Cu2+，但陰極始終是Cu2+被還原為Cu單質(zhì)，所以電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度會(huì)下降；

(5)標(biāo)況下4.48LO2即0.2mol，能夠轉(zhuǎn)移0.8mol電子；乙池中Fe電極生成H2，因此能生成0.4molH2即0.4NA個(gè)分子；丙裝置的精銅電極則能析出0.4mol銅單質(zhì)，即25.6g銅。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】磷及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要用途�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)下圖所示為提純白磷樣品(含惰性雜質(zhì))的工藝流程。過(guò)程I中，被還原的元素是________(填元素符號(hào))，過(guò)程III的化學(xué)方程式為__________。

(2)磷酸釩鋰/碳復(fù)合材料[Li3V2(PO4)3/C]是常用的電極材料，其制備流程如下：

①?gòu)?fù)合材料中V的化合價(jià)為________，C的作用是____________。

②V2O5與H2C2O4反應(yīng)生成V2(C2O4)3的化學(xué)方程式為____________；“洗滌”時(shí)用乙醇而不用水的目的是________________。

③鋰離子電池是一種二次電池，又稱“搖椅”電池。若用和LixC6和Li3V2(PO4)3/C做電極，放電時(shí)的電池總反應(yīng)為LixC6＋Li3－xV2(PO4)3= Li3V2(PO4)3+C6，則電池充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為___________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】【題目】一定溫度下，反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是

A. c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2

B. N2、H2和NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再改變

C. N2與H2的物質(zhì)的量之和是NH3的物質(zhì)的量的2倍

D. 單位時(shí)間里每增加lmolN2，同時(shí)增加3molH2

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】已知X、Y、Z、W四種元素是元素周期表中連續(xù)三個(gè)不同短周期的元素，且原子序數(shù)依次增大。X、W同主族，Y、Z為同周期的相鄰元素。W原子的質(zhì)子數(shù)等于Y、Z原子最外層電子數(shù)之和。Y的氫化物分子中有3個(gè)共價(jià)鍵。Z原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍。試推斷：

（1）X、Y、Z、W四種元素的符號(hào)： X________、Y__________、Z____________、W、________

（2）由以上元素中的兩種元素組成的能溶于水且水溶液顯堿性的化合物的電子式分別為__________________，______________________。

（3）由X、Y、Z所形成的離子化合物是________________，它與W的最高氧化物的水化物的濃溶液加熱時(shí)反應(yīng)的離子方程式是________________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有重要意義。請(qǐng)根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)回答下列問(wèn)題：

Ⅰ.化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過(guò)程�；瘜W(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開(kāi))1 mol化學(xué)鍵時(shí)釋放(或吸收)的能量。已知：N≡N鍵的鍵能是948.9 kJ·mol－1，H—H鍵的鍵能是436.0 kJ·mol－1；N—H鍵的鍵能是391.55 kJ·mol－1。則N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)　ΔH＝______________

Ⅱ.下圖是鎂鋁原電池請(qǐng)寫(xiě)出甲的電池總反應(yīng)______________ ，乙池鋁極的電極反應(yīng)式______________

Ⅲ.下圖是一個(gè)化學(xué)過(guò)程的示意圖，回答下列問(wèn)題：

（1）乙裝置中電極A的名稱是__________

（2）甲裝置中通入CH4的電極反應(yīng)式為 ________________________________________________

（3）一段時(shí)間，當(dāng)丙池中產(chǎn)生224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí)，均勻攪拌丙池，所得溶液在25 ℃時(shí)的pH＝________(已知：NaCl溶液足量，電解后溶液體積為1000 mL)。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增，a、b、c、d、e、f是由這些元素成的化合物，d是淡黃色粉末，m為元素Y的單質(zhì)，通常為無(wú)色無(wú)味的氣體。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A. 簡(jiǎn)單離子半徑：Z<Y

B. d中既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵， 其中陽(yáng)離子和陰離子的數(shù)目之比為2:1

C. 簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Y>X

D. 由上述4種元素組成的化合物的水溶液一定顯酸性

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】從淡化海水中提取溴的流程如下：

下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　)

A.X可用飽和溶液

B.步驟Ⅲ發(fā)生的離子反應(yīng)為

C.工業(yè)上每獲得1 mol，至少需要消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況22.4 L

D.步驟Ⅳ涉及的操作有萃取、分液和蒸餾

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】某固體混合物含NH4I、NaHCO3、AlCl3、MgBr2、FeCl2中的幾種,為確定該固體混合物的成分及各組成成分的物質(zhì)的量之比,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)Ⅰ:

(1)無(wú)色氣體為_______。

(2)該固體混合物的成分為_______。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ:取一定量的該固體混合物溶于水配成1 L溶液,并向該混合溶液中通入一定量的Cl2,測(cè)得溶液中幾種陰離子(分別用A-，B-，C-表示)的物質(zhì)的量與通入Cl2體積的關(guān)系如表所示。

(3)a=____。

(4)原固體混合物中各組成成分的物質(zhì)的量之比為_________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】用惰性電極電解，陽(yáng)離子交換膜法電解飽和食鹽水具有綜合能耗低、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)流程如下圖所示：

(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為______；

(2)電解結(jié)束后，能夠脫去陽(yáng)極液中游離氯的試劑或方法是_________(填字母序號(hào))。

a．Na2SO4b．Na2SO3 c．熱空氣吹出d．降低陽(yáng)極區(qū)液面上方的氣壓

(3)食鹽水中的I-若進(jìn)入電解槽，可被電解產(chǎn)生的Cl2氧化為ICl，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為IO3-，IO3-可繼續(xù)被氧化為高碘酸根(IO4-)，與Na+結(jié)合生成溶解度較小的NaIO4沉積于陽(yáng)離子交換膜上，影響膜的壽命。

①?gòu)脑咏Y(jié)構(gòu)的角度判斷ICl中碘元素的化合價(jià)應(yīng)為________。

②NaIO3被氧化為NaIO4的離子方程式為_________；

(4)在酸性條件下加入NaClO溶液，可將食鹽水中的I-轉(zhuǎn)化為I2，再進(jìn)一步除去。通過(guò)測(cè)定體系的吸光度，可以檢測(cè)不同pH下I2的生成量隨時(shí)間的變化，如圖所示。已知：吸光度越高表明該體系中c(I2)越大。

用離子方程式解釋10min時(shí)不同pH體系吸光度不同的原因：______；

②pH=4.0時(shí)，體系的吸光度很快達(dá)到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因：______；

③研究表明食鹽水中I-含量≤0.2mgL-1時(shí)對(duì)離子交換膜影響可忽略。現(xiàn)將1m3含I-濃度為1.47mgL-1的食鹽水進(jìn)行處理，為達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，理論上至少需要0.05molL-1NaClO溶液___L。(已知NaClO的反應(yīng)產(chǎn)物為NaCl，溶液體積變化忽略不計(jì))

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