组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学能与电能 > 电解池 > 电解原理 > 电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:184 题号:21095854
某化学兴趣小组的同学,组装了如下电化学装置。
(1)已知:电极a、b、c、d、e、f均为石墨电极,g和h电极是粗银或纯银电极。

已知:电解一段时间电极f附近溶液变为红色,铁钉k附近溶液也变为红色。
回答下列问题:
①接线柱m连接直流电源的___________(填“正极”“负极”“阳极”或“阴极”,下同),电极c是___________
②写出电极a上发生的电极反应___________。写出铁钉k上发生的电极反应___________。写出检验电极e上生成的气体的方法___________
③若D装置为电解精炼银,则g电极是___________
④若电解一段时间后,若b电极质量增重,则装置B中产生标准状况下的气体总体积为____L。
(2)某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制产生,催化剂可抑制HClO进一步反应。

①b电极是___________(填“正极”“负极”“阳极”或“阴极”)。
②写出放电时钛网上发生的电极反应___________
③电解一段时间后,海水的pH将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。

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【推荐1】碳酸二甲酯[(CH3O)2CO,DMC]是一种重要的绿色化工原料,可以利用CO、O2与甲醇在PdCl2-CuCl2/AC催化剂作用下,反应得到,容器中发生如下3个反应:
反应①:2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g)DMC(g)+H2O(g)ΔH1
反应②:CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)ΔH2<0
反应③:DMC(g)+H2O(g)2CH3OH(g)+CO2(g)ΔH3>0
请回答:
(1)反应①在一定条件下能自发进行,判断ΔH1_____0(填:<、>或=)
(2)下列说法正确的是:
A.在恒容容器中达平衡的反应③,在温度升高的同时带来容器内压强变大,因此平衡逆向移动
B.在恒温恒容容器中达平衡的反应②,充入一定量CO2(g),重新达平衡后,CO2的体积分数大于原平衡,平衡正向移动
C.当合成DMC容器中甲醇和CO2的物质的量之比不再变化时,反应③一定达到平衡状态
D.反应②随着温度的升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,正反应速率增大,逆反应速率减小
(3)探究该反应进行的最佳温度和最佳CO/O2体积比,某兴趣小组查阅资料,在确定甲醇体积分数为0.20,压强为0.3MPa的条件下进行实验。
①在一定温度下,改变CO/O2体积比,得到甲醇平均转化率(图1)、DMC选择性(图2)随时间的变化关系。试问0~5h内最适宜的CO/O2体积比是_____

②固定CO/O2体积比和压强,改变温度,记录DMC的物质的量(I)、甲醇的物质的量(II)和CO2的物质的量(III)如图3所示。试问该反应最适宜的温度为_____,理由是_____

③反应①在0.3MPa、400K时,甲醇的平衡转化率为52.0%,DMC的选择性为65.0%。现向某装置中加入20mol的甲醇和一定量的CO、O2,反应的起始温度为480K,在t1时刻,降低温度至400K,反应至t2重新达到平衡。试画出t1~t3时刻DMC的物质的量随时间的变化曲线_____


(4)有研究表明,以铂为电极,在离子液体-CH3OK-甲醇体系中常温常压下,CO2和甲醇电催化合成DMC。在离子液体环境下,CH3OK可电离出CH3O-;而甲醇在此环境下,用K做电子转移促进剂,可直接解离成与CH3OK相同的CH3O-。试写出该状态下阳极电极方程式_____
2021-11-05更新 | 39次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐2】氨在能源、化肥生产等领域有着非常重要的用途。
(1)25℃时,能反应生成NO和液态水,生成6mol水时放出1289kJ的热量,其热化学方程式是___________
(2)与燃料电池相比,氨易液化,运输和储存方便,安全性能更高。新型燃料电池原理如下图所示:

①电极1为___________(填“正极”或“负极”),电极2的反应式为___________
②氨气也可以在纯氧中燃烧,此时化学能转化为热能。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   ΔH1,N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)   ΔH2,4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)   ΔH3之间的关系式为:___________
③与热能相比,电能具有更高的利用价值,燃料电池可将化学能直接转化为电能的原因是原电池可将氧化反应与还原反应___________进行,使得电子发生定向移动,形成电流。
(3)请结合下列数据分析,工业上选用氮气与氢气反应固氮,而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是___________
序号化学反应K(298K)的数值
(4)常温常压下电解法合成氨的原理如下图所示:

①阳极产生的气体是___________
②阴极生成氨的电极反应式为___________
③经检测在阴极表面发生了副反应,导致氨的产量降低。写出该副反应的电极反应式___________
2023-09-23更新 | 73次组卷
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【推荐3】已知含铜离子的颜色主要有Cu(H2O)42+(蓝色)、CuCl42−(黄色)、Cu(NH3)42+(深蓝色)等。
(1)16g铜在足量的氯气中燃烧生成固体产物放出的热量为56.8kJ。写出铜在氯气中燃烧的热化学方程式为______________________________________
(2)向氯化铜溶液中滴加氨水至过量,最终生成Cu(NH3)42+,观察到的现象是________
(3)CuCl2溶液中的铜主要以Cu(H2O)42+、CuCl42−形式存在,将CuCl2溶于浓盐酸中,存在下列平衡:Cu(H2O)42+ (aq)+4Cl(aq)CuCl42− (aq)+4H2O(l)   △H<0
①该反应的平衡常数表达式为____________
②常温下,测定平衡体系中:Cu(H2O)42+浓度为a mol·L−1、Cl浓度为b mol·L−1、CuCl42−浓度为c mol·L−1,Cl的转化率为____________(用含a、b、c的字母表示)。
③将c1 mol·L−1CuCl2溶液和c2 mol·L−1 HCl溶液等体积混合,测得混合溶液中c(Cl)与温度T的关系如右图所示。简述温度高于T1 K时,随着温度升高,c(Cl)增大的原因___________


④用惰性电极电解浓度较大CuCl2溶液,阳极的电极反应式为_________________,当电解到一定程度,阴极附近出现蓝色Cu(OH)2絮状物。常温下,经测定阴极附近溶液的pH=m,
此时阴极附近c(Cu2+)=___________ mol·L−1 (已知:Cu(OH)2Ksp=2.2×10−20)。
2017-04-24更新 | 267次组卷
共计 平均难度:一般