2023年高考真题变式分类汇编:电镀

2023年高考真题变式分类汇编:电镀
一、选择题
1.(2023·保定模拟)利用下列装置和试剂进行实验,能达到实验目的的是
A.用装置甲中铜片与浓硫酸制取
B.用装置乙制备银氨溶液
C.用装置丙制备无水
D.用装置丁在铁片上镀铜
【答案】C
【知识点】气体发生装置;实验装置综合;电镀
【解析】【解答】A.铜和浓硫酸反应需要加热,故A不符合题意;
B.应该向硝酸银溶液滴加氨水配制银氨溶液,故B不符合题意;
C.氯化氢可以抑制氯化镁的水解,氯化氢氛围中加热氯化镁晶体制取无水氯化镁,故C符合题意;
D.在铁上镀铜,镀层金属铜作阳极,镀件铁作阴极。因此,铁作阴极连接电源负极,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.铜和浓硫酸反应制取二氧化硫需要加热;
B.制备银氨溶液应将氨水滴加到硝酸银中;
C.氯化镁水解生成氢氧化镁和HCl,在HCl气流中加热氯化镁晶体可防止其水解;
D.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极。
2.(2023·许昌模拟)化学与科技、生活有密切的关系。下列叙述错误的是
A.航空航天工业中采用化学镀镍,电镀时镀件作阴极,镍作阳极
B.我国力争2060年前实现碳中和,用脱硫煤代替原煤作燃料有利于实现碳中和
C.新冠疫情期间使用的抗原检测试纸,其检测原理是有机物分离方法中的层析法
D.卡塔尔世界杯旗帜来自中国制造,其主要材质是透风性好、不易损坏的涤纶
【答案】B
【知识点】常用合成高分子材料的化学成分及其性能;电镀;层析法
【解析】【解答】A.航空航天工业中采用化学镀镍,电镀时镀件作阴极,发生还原反应,镍作阳极,发生氧化反应,故A不符合题意;
B.我国力争2060年前实现碳中和,用脱硫煤代替原煤作燃料不能减少二氧化碳的排放,不能实现碳中和,故B符合题意;
C.新冠疫情期间使用的抗原检测试纸,其检测原理是有机物分离方法中的层析法,故C不符合题意﹔
D.卡塔尔世界杯旗帜来自中国制造,其主要材质是透风性好、不易损坏的涤纶,故D不符合题意﹔
故答案为:B。
【分析】A.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,含有镀层金属离子的盐溶液作电解液;
C.层析法是利用样品中各组分的物理、化学性质的质的差别,使各组分以不同程度分布在两个相中,其中一个相为固定的(称为固定相),另一个相则流过此固定相(称为流动相)并使各组分以不同速度移动,从而达到分离的方法;
D.涤纶是具有透风性好、不易损坏的有机合成高分子材料。
3.(2022·沧州模拟)下列操作规范且能达到实验目的的是(  )
A B C D
测定维生素C浓度 除去H2S气体中的HCl杂质 在铁上镀铜 实验室制备并收集氨气
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】化学实验安全及事故处理;酸(碱)式滴定管的使用;电镀
【解析】【解答】A.酸性KMnO4溶液具有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管下部的橡皮管,所以应放在酸式滴定管内,A不符合题意;
B.饱和Na2S溶液不仅能吸收HCl气体,还能吸收H2S气体,B不符合题意;
C.在铁表面镀铜时,铁应作阴极,与电源的负极相连,铜作阳极,与电源正极相连,可溶性铜盐作电解质,C符合题意;
D.收集NH3时,采用向下排空气法,且出气导管口应插入试管的底部,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.强氧化性,酸性试剂应放在酸式滴定管内;
B.会与被提纯的物质反应;
C.依据电镀池的形成条件分析
D.利用气体的密度判断。
4.(2022·虹口模拟)化学法镀银的过程如下:
Ⅰ.向容器中加入一定量2%AgNO3溶液,边振荡边滴加2%氨水至沉淀恰好完全溶解;
Ⅱ.加入10%葡萄糖溶液至充满容器,在60~70℃水浴中加热,片刻后容器内壁便镀上一层银。
下列说法正确的是(  )
A.该实验证明葡萄糖与甲醛、乙醛等互为同系物
B.步骤Ⅰ后的溶液中大量存在Ag+、和
C.步骤Ⅱ可使用酒精灯直接加热以加快银的析出
D.可用硝酸洗涤除去容器壁上的银
【答案】D
【知识点】同系物;电镀
【解析】【解答】A.该实验只能证明葡萄糖分子中含有醛基,但不能证明其与甲醛、乙醛等互为同系物,A不符合题意;
B.步骤Ⅰ中,AgNO3与氨水反应生成AgOH和NH4NO3,AgOH再溶于氨水生成Ag(NH3)2OH,所以溶液中不存在大量的Ag+,B不符合题意;
C.步骤Ⅱ中,若使用酒精灯直接加热,则反应速率过快,生成的银在试管内壁附着不均匀,且易脱落,C不符合题意;
D.银能与硝酸反应从而发生溶解,所以可用硝酸洗涤容器壁上的银,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
B.向试管中加入1mL2%AgNO3溶液,边振荡边滴加2%氨水至沉淀恰好完全溶解,得到氢氧化二铵和银络合物;
C.银镜反应要水浴加热。
5.(2022·杭州模拟)下列说法正确的是(  )
A.氯气与氢气在光照下反应生成,工业常用此方法生产盐酸
B.通入氨的饱和溶液中生成沉淀
C.控制合适的条件,可实现在铁皮表面电镀锡
D.隔绝空气高温分解,产物为和
【答案】C
【知识点】碳族元素简介;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;电镀;含碳化合物的性质和应用
【解析】【解答】A.氯气与氢气在光照下易爆炸,工业常在反应器中将氢气点燃,然后通入氯气进行反应生产盐酸,故A不符合题意;
B.通入氨的饱和溶液中生成沉淀,故B不符合题意;
C.控制合适的条件,可实现在铁皮表面电镀锡,故C符合题意;
D.隔绝空气高温分解,根据根据氧化还原反应规律,不可能元素化合价都升高,所以产物不可能是和,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、氢气和氯气光照下容易爆炸,工业不采用;
B、二氧化碳过量生成的是碳酸氢钠;
D、氧化还原反应有的化合价升高,有的降低,现在铁元素和氧元素化合价都升高,不符合氧化还原反应规律。
6.(2022·杭州模拟)下列说法不正确的是(  )
A.提纯含有少量的固体,可通过蒸发结晶、趁热过滤的方法
B.取燃尽的火柴头加水浸泡,滴加溶液和稀硝酸,可检测火柴头中的氯元素
C.测定镀锌铁皮锌镀层厚度时,腐蚀后的铁皮烘干时间过长,测得结果偏低
D.轻微烫伤时,可先用洁净的冷水洗涤伤处,再涂烫伤药膏
【答案】A
【知识点】硝酸的化学性质;蒸发和结晶、重结晶;电镀
【解析】【解答】A.硝酸钾溶解度受温度影响大,提纯含有少量的固体,可通过加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法,A符合题意;
B.氯离子和银离子生成不溶于稀硝酸的沉淀,取燃尽的火柴头加水浸泡,滴加溶液和稀硝酸,可检测火柴头中的氯元素,B不符合题意;
C.烘干时间过长,Fe会和空气中氧气反应导致质量差偏小,测定结果偏低,C不符合题意;
D.轻微烫伤时,可先用洁净的冷水洗涤伤处给皮肤降温,再涂烫伤药膏保护皮肤,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、硝酸钾的溶解度受温度影响比氯化钠大,所以应该采用的方法是加热浓缩,冷却结晶的方法。
7.(2021·成都模拟)利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用,下列说法正确的是(  )
A.氯碱工业中,X电极上的反应式是4OH--4e-=2H2O+O2↑
B.电解精炼铜时,Z溶液中的Cu2+浓度不变
C.在铁片上镀铜时,每转移2mol电子,Y极增重64g
D.制取金属铝时,Z是熔融的氯化铝
【答案】C
【知识点】铜的电解精炼;电极反应和电池反应方程式;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由图可知,X电极跟电源的正极相连,X为电解池的阳极,氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,A项不符合题意;
B.精炼铜时,电解液为含Cu2+的溶液,粗铜除含有Cu外,还含有比铜活泼的锌、铁等杂质,锌、铁和铜在阳极发生氧化反应生成离子,而阴极上只有Cu2+得电子发生还原反应生成铜,则Z溶液中的Cu2+浓度减小,B项不符合题意;
C.由图可知,Y电极与电源的负极相连,Y为电解池的阴极。在铁片上镀铜时,铁片作阴极,铜作阳极,CuSO4溶液作电镀液。阴极发生还原反应:Cu2++2e-=Cu。当转移2mol电子时,根据电极反应式可知,此时阴极生成1molCu,即Y电极上增重64g。C项符合题意;
D.氯化铝为共价化合物,熔融时不导电,制取金属铝,采用的是电解熔融氧化铝的方法,故制取金属铝时,Z是熔融的氧化铝。D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.X连接的时阳极,阳极吸引氯离子个氢氧根离子,但氯离子先失去电子
B.电解精炼铜时,阳极用的是粗铜,粗铜里含有铁、铜、锌等金属,导致浓度减小
C.铁上镀铜,铜离子在阴极即铁片上得到电子即可计算出质量
D.一般制取金属铝,采用的是电解熔融的氧化铝
8.(2022·湖北)武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”,涂在器物表面,然后加火除汞,使金附着在器物表面。下列说法错误的是(  )
A.鎏金工艺利用了汞的挥发性
B.鎏金工艺中金发生了化学反应
C.鎏金工艺的原理可用于金的富集
D.用电化学方法也可实现铜上覆金
【答案】B
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;电镀
【解析】【解答】A.加热除汞,说明汞易挥发,A不符合题意;
B.将金溶于汞中制成“金汞漆”,然后加热汞挥发后留下金,整个过程中没有新物质生成,属于物理变化,B符合题意;
C.该鎏金工艺的原理是将金粉溶进液态的汞中,制成“金汞漆”,再加热将汞除去,可以用于金的富集,C不符合题意;
D.用电解的方法,铜做阴极,电解液中含有可溶性的含金离子,则可实现铜上镀金,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.加热可除汞,说明汞易挥发;
B.鎏金工艺中没有新物质生成;
C.鎏金工艺的原理是将金粉溶进液态的汞中,制成“金汞漆”,再加热将汞除去,可用于金的富集;
D.用含有金离子的电解质溶液,铜作阴极可实现铜上覆金。
9.(2022·北京市)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象
① 阴极表面有无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验电解液中有
② 阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素
下列说法错误的是(  )
A.①中气体减少,推测是由于溶液中减少,且覆盖铁电极,阻碍与铁接触
B.①中检测到,推测可能发生反应:
C.随阴极析出,推测②中溶液减少,平衡逆移
D.②中生成,使得比①中溶液的小,缓慢析出,镀层更致密
【答案】C
【知识点】性质实验方案的设计;电镀
【解析】【解答】A.由分析可知,实验①时,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应,当溶液中氢离子浓度减小,反应和放电生成的铜覆盖铁电极,阻碍氢离子与铁接触,导致产生的气体减少,故A不符合题意;
B.由分析可知,实验①时,铁做电镀池的阴极,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜,可能发生的反应为,故B不符合题意;
C.由分析可知,铜离子在阴极得到电子发生还原反应,在阴极析出铜,但阳极发生Cu-2e-=Cu2+的反应,铜离子浓度不变,平衡不移动,故C符合题意;
D.由分析可知,实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子,使得溶液中铜离子浓度比①中要小,电解速率减慢,铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜,在铁表面得到比实验①更致密的镀层,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】实验①中,铁做电镀池的阴极,铁先与溶液中的氢离子、铜离子反应,生成的铜覆盖铁电极,阻碍氢离子和铁的反应,导致气体减少;实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子。
10.(2021·邯郸模拟)下列实验能达到相应目的的是(  )
A.在铁上镀铜 B.进行铝热反应 C.蒸干 溶液,制备 固体 D.证明溴乙烷、NaOH、乙醇溶液共热生成乙烯
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】溴乙烷的化学性质;蒸发和结晶、重结晶;探究铝热反应;电镀
【解析】【解答】A. 镀铜时,电解质溶液应为含铜离子的盐溶液,A项不符合题意;
B. 氧化铁和铝粉的混合物为铝热剂,用氯酸钾作助燃剂,镁条作引燃剂,发生铝热反应,B项符合题意;
C. 溶液加热会水解生成 和盐酸,盐酸易挥发,得到 , 受热生成 ,C项不符合题意;
D. 乙醇易挥发,挥发出的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能达到实验目的,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.应该是将电解质变为硫酸铜
B.可以发生铝热反应
C.应该不断的加入氯化氢防止氯化铁的水解
D.乙醇具有还原性,应该先通入水中再进行检验
11.(2021·梅州模拟)如下图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究铜的精炼原理和电镀原理。下列说法正确的是(  )
A.一段时间后,甲装置中溶液 pH升高
B.电解一段时间后,乙、丙装置中 CuSO4溶液的浓度均不变
C.通入氧气的一极为正极,发生的电极反应为
D.丙装置中实现铁片上镀铜,b 应为铁片
【答案】D
【知识点】电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.甲装置为甲醚燃料电池,电解质显碱性,总反应为CH3OCH3+4OH-+3O2=2CO +5H2O,反应过程中消耗氢氧根,碱性减弱,pH减小,A不符合题意;
B.电解精炼铜时,阴极反应为Cu2++2e-=Cu,而阳极除了Cu反应还有比Cu活泼的金属如Zn、Fe等反应,所以乙装置中CuSO4溶液的浓度会发生改变,B不符合题意;
C.燃料电池中通入氧气的一极发生还原反应,为正极,电解质溶液显碱性,电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,C不符合题意;
D.电镀时,镀层金属阳离子在阴极发生还原反应生成金属单质,所以丙装置中实现铁片上镀铜,b 应为铁片,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】甲是原电池,乙是电解精炼铜,丙时电解池,甲中甲醚做负极原料发生氧化反应,并结合大量的氢氧根离子,氧气一端做正极,氧气得到电子发生还原反应,乙中粗铜中的金属失去电子,精铜极铜离子得到电子变成铜单质,导致铜离子浓度变小,丙中在b电极铜离子得到电子变成铜单质,铜离子浓度也减小。
12.(2020·温州模拟)某二次电池装置如图所示,锂、充有催化剂的碳纳米管为电极,电解质能传导Li+。放电时生成的Li2CO3和C附着在电极上,充电时可使Li2CO3转化为Li、CO2和O2。下列说法错误的是(  )
A.放电时,电流从电极Y经外电路流向电极X
B.充电时,电极X接外电源的正极发生氧化反应
C.充电时,电极Y的电极反应式为2Li2CO3-4e-=2CO2↑+O2↑+4Li+
D.应用该电池电镀铜,若析出64gCu,理论上消耗标况下33.6LCO2
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.放电时生成Li2CO3,则锂电极为负极,放电时,电流从正极流向负极,即从电极Y经外电路流向电极X,A不符合题意;
B.放电时,X为负极,则充电时,电极X接外电源的负极相连作为阴极,阴极得电子,发生氧化反应,B符合题意;
C. 放电时,电极Y为正极,电极反应式为2CO2+O2+4Li++4e-=2Li2CO3,充电时阳极的电极反应式为放电是正极反应的逆反应,C不符合题意;
D.应用该电池电镀铜,若析出64gCu即1molCu,转移了2mol电子,根据电池放电时的总反应为 ,即转移2mol电子消耗1.5mol二氧化碳,理论上消耗标况下33.6LCO2,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.放电时,X做负极,Li失去电子,电子从X流出,Y做正极,氧气得到电子结合二氧化碳与锂离子生成碳酸锂,充电时,X做阴极,连接的是电源的负极,锂离子得到电子发生的是还原反应,Y做阳极,连接的电源的正极,碳酸锂失去电子变为锂、氧气、二氧化碳,发生的氧化反应,电镀铜,根据铜的量计算出转移电子数即可计算出二氧化碳的量
13.(2016·奉贤模拟)在化学能与电能的转化过程中,下列叙述正确的是(  )
A.电解饱和食盐水时,阳极得到Cl2和NaOH(aq)
B.教材所示的铜﹣锌原电池在工作时,Zn2+向铜片附近迁移
C.电镀时,电镀槽里的负极材料发生氧化反应
D.原电池与电解池连接后,电子从原电池负极流向电解池阳极
【答案】B
【知识点】电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】解:A.电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时有氢氧化钠生成,故A错误;
B.教材所示的铜锌原电池放电时,锌离子向正极铜移动,故B正确;
C.电镀时,电镀槽里的阳极材料失电子发生氧化反应,故C错误;
D.原电池和电解池连接时,电子从原电池负极流向电解池阴极,故D错误;
故选B.
【分析】A.电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电;
B.教材所示的铜锌原电池放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动;
C.电镀时电极是阴阳极而不是正负极;
D.原电池与电解池连接时,连接原电池负极的电极是电解池阴极.
14.(2022高二上·红桥期末)下列过程不需要通电就能够实现的是
A.电离 B.电镀
C.电治金 D.电解饱和食盐水
【答案】A
【知识点】电解质在水溶液中的电离;电解原理;电镀
【解析】【解答】电离是自发过程,电镀、电治金和电解饱和食盐水需要在通电条件下才能实现,
故答案为:A。
【分析】电离是指电解质溶解于水或受热熔化,离解成可自由移动的离子的过程。电镀、电治金和电解饱和食盐水均为电解法,需要通电。
15.(2022高三上·朝阳期末)下列实验能达到实验目的的是
A.在铁制品上镀铜 B.探究浓度对反应速率的影响 C.检验乙炔具有还原性 D.制备NH4Cl固体
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】探究影响化学反应速率的因素;制备实验方案的设计;电镀
【解析】【解答】A.在铁制品上镀铜时,Cu电极与电源正极连接,作阳极,铁制品与电源负极连接作阴极,含有Cu2+的CuSO4溶液作电镀液,能够达到电镀的目的,A符合题意;
B.浓硫酸中硫酸主要以分子存在,而在稀硫酸中硫酸电离产生H+、,二者的存在微粒不相同,因此不能探究浓度对反应速率的影响,B不符合题意;
C.电石中主要成分CaC2与水反应产生C2H2,及其中含有的杂质CaS与H2O反应产生H2S,二者都具有还原性,都可以被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色,因此不能检验乙炔具有还原性,C不符合题意;
D.NH4Cl溶液蒸发水分,随着加热使溶液温度升高,盐水解产生NH3·H2O、HCl,HCl挥发逸出,NH3·H2O分解产生NH3、H2O,因此不能采用该方法制备NH4Cl固体,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.在铁制品上镀铜时,镀层Cu作阳极、铁制品作阴极,硫酸铜作电解质溶液;
B.利用控制变量法探究某一因素对化学反应速率的影响时,应保证其他反应条件相同;
C.杂质气体H2S、生成的乙炔都能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
D.氯化铵固体受热分解生成氨气和HCl。
16.(2022高二上·海淀期末)下列“铁钉镀铜”实验装置设计正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】电镀
【解析】【解答】要在铁钉上镀铜,则应Cu与电源正极相连,为阳极,失去电子,阴极为铁,接电源负极,电解质溶液应为含铜离子的盐溶液,
故答案为:B。
【分析】“铁钉镀铜”应该采用电镀的方法,镀层Cu作阳极、镀件铁钉作阴极,含有铜离子的可溶性盐溶液为电解质溶液。
17.(2022高二上·大连期末)下列说法错误的是
A.生铁中含碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈
C.电解精炼铜时,阴极反应式为
D.在铁制品上镀铜时,铁制品连接电源的正极
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电镀
【解析】【解答】A.生铁中含碳,容易形成碳铁原电池,加速铁的锈蚀,故抗腐蚀能力比纯铁弱,A不符合题意;
B.铁比锡活泼,用锡焊接的铁质器件,容易形成锡铁原电池,加速铁的锈蚀,故焊接处易生锈,B不符合题意;
C.电解精炼铜时,阴极铜离子发生还原反应,反应式为,C不符合题意;
D.在铁制品上镀铜时,镀件铁制品做阴极,连接电源的负极,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.形成原电池加速金属的腐蚀;
B.铁比锡活泼,形成锡铁原电池,加速腐蚀;
C.电解精炼铜时,阴极上铜离子得电子生成单质铜。
18.(2022高二上·河南月考)首饰一般用以装饰,也具有显示财富及身份的意义。在首饰的发展过程中,其制作工序也在不断地变化,下列首饰的制作工序中涉及电镀的是(  )
A.梳篦(铜-牛角)
B.景泰蓝(铜-釉)
C.沙金戒指(铜-金)
D.手镯(金-玉石)
【答案】C
【知识点】电镀
【解析】【解答】电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,因此首饰内部和表面是不同金属,其制作工序才会涉及到电镀,根据上述首饰的材料可知沙金戒指需要电镀。
故答案为:C。
【分析】电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
19.(2022高二下·达州期末)下列说法中,不符合生产、生活实际的是(  )
A.在镀件上电镀锌用锌作阳极
B.用铜作阳极电解饱和食盐水制取
C.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极
D.地下钢管连接镁块,保护钢管不被腐蚀
【答案】B
【知识点】铜的电解精炼;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由电镀的原理可知,在镀件上电镀锌时,与直流电源正极相连的锌作电镀池的阳极,镀件作阴极,故A不符合题意;
B.若用活性电极铜作阳极电解饱和食盐水,铜会失去电子发生氧化反应生成铜离子,会与阴极放电生成的氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀,无法制得氢氧化钠,故B符合题意;
C.电解法精炼粗铜时,粗铜与直流电源正极相连作精炼池的阳极,纯铜作阴极,故C不符合题意;
D.地下钢管连接镁块,比铁活泼的镁做原电池的负极被损耗,钢管中的铁做正极被保护不被腐蚀,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据电镀的原理分析;
B.活性电极铜作阳极,阳极本身被氧化;
C.电解法精炼粗铜时,粗铜与直流电源正极相连作精炼池的阳极,纯铜作阴极;
D.镁比铁活泼,做原电池的负极。
20.(2021高二上·柯桥期末)下列不需要通电就能够实现的是(  )
A.电解饱和食盐水 B.电镀
C.电离 D.电冶金
【答案】C
【知识点】电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.电解是将电流通过电解质溶液或熔融态电解质(又称电解液) ,在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程,故A不选;
B.电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,故B不选;
C.电离是指电解质在水溶液或熔融状态下离解成带相反电荷并自由移动离子的一种过程,不需要通电,故C选;
D.电冶金是将电流通过熔融态电解质,在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程,生成金属单质,故D不选;
故答案为:C。
【分析】电离是指电解质在水溶液或熔融状态下离解成带相反电荷并自由移动离子的一种过程,不需要通电;电解,电镀,电冶金都需要外加电流;
21.(2021高二上·金华期末)下列叙述不正确的是(  )
A.铁制品上镀铜:铁制品为阳极,铜盐为电镀液
B.电解饱和食盐水,Cl-比OH-更易在阳极失去电子
C.放电时,铅酸蓄电池中硫酸浓度不断变小
D.外加电流法保护钢铁设备时,选用惰性辅助阳极
【答案】A
【知识点】常见化学电源的种类及其工作原理;金属的电化学腐蚀与防护;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.铁制品上镀铜时,铜为阳极,铁为阴极,铜盐为电镀液,故A符合题意;
B.用惰性电极电解饱和食盐水时,电解池的阳极上Cl-比OH-优先失去电子,发生的电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,故B不符合题意;
C.铅酸蓄电池放电时,发生的反应是PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,硫酸不断被消耗,浓度不断变小,故C不符合题意;
D.外加电流法是利用电解原理,把被保护的钢铁设备作为阴极,用惰性电极作为辅助阳极,两者均在电解质溶液里,外加直流电源,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极;
B.Cl-比OH-还原性强,更易失去电子;
C.根据放电时的总反应分析;
D.保护的钢铁作阴极。
二、非选择题
22.(2022·绵阳模拟)铝的阳极氧化是一种重要的表面处理技术,其原理是用电化学方法处理铝件表面,优化氧化膜结构,增强铝件的抗腐蚀性,同时便于表面着色。取铝片模拟该实验,并测定氧化膜厚度,操作步骤如下:
(1)铝片预处理
铝片表面除去油垢后,用2mol/LNaOH溶液在60~70℃下洗涤,除去铝表面薄氧化膜,离子方程式为:   ;再用10%(质量分数)的HNO3溶液对铝片表面进行化学抛光。若取一定体积68%(质量分数)的浓硝酸配制该化学抛光液,需要用到的玻璃仪器有   、   、玻璃棒和胶头滴管。
(2)电解氧化
取预处理过的铝片和铅做电极,控制电流恒定为0.06A,用直流电源在5~6mol/L硫酸中电解。其中铝片接电源   极,产生氧化膜的电极反应式为氧化膜的生长过程可大致分为A、B、C三个阶段(如图所示),C阶段多孔层产生孔隙的离子反应方程式为   ,A阶段电压逐渐增大的原因是   。
(3)氧化膜质量检验
取出阳极氧化并封闭处理过的铝片,洗净、干燥,在铝片表面滴一滴氧化膜质量检查液(3gK2Cr2O7+75mL水+25mL浓硫酸),用秒表测定表面颜色变为绿色(产生Cr3+)所需时间,可判断氧化膜的耐腐蚀性。写出该变色反应的离子方程式:   。
(4)氧化膜厚度测定
①取氧化完毕的铝片,测得表面积为4.0cm2,洗净吹干,称得质量为0.7654g;
②将铝片浸于60℃的溶膜液中煮沸10分钟进行溶膜处理;
③取出铝片,洗净吹干,称得除膜后铝片质量为0.7442g。
已知氧化膜的密度为2.7g/cm3,可以计算得出氧化膜厚度为   μm(1μm=1×10-4cm)。
【答案】(1)Al2O3+2OH-=2+H2O;烧杯;量筒
(2)正;2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+、Al2O3+6H+=Al3++3H2O;电流不变时,氧化膜覆盖阳极表面,电阻增大
(3)2Al++14H+=2Cr3++2Al3++7H2O
(4)19.6
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;电解原理;电镀
【解析】【解答】(1)铝片表面除去油垢后,用2mol/LNaOH溶液在60~70℃下洗涤,除去铝表面薄氧化膜,即Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为:Al2O3+2OH-=2+H2O,用浓硝酸配制一定量的10%(质量分数)的HNO3溶液,需要的实验步骤为:计算、量取、稀释、装瓶,需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒和胶头滴管,故答案为:Al2O3+2OH-=2+H2O;量筒;烧杯;
(2)本电解的目的是将铝片电解氧化生成致密的氧化物保护膜,电解池中阳极发生氧化反应,则其中铝片接电源正极,产生氧化膜的电极反应式为氧化膜的生长过程可大致分为A、B、C三个阶段(如图所示),C阶段多孔层产生孔隙即生成有Al2O3保护膜,同时又被生成的H+消耗掉一部分Al2O3,从而形成多孔层产生空隙,该过程的离子反应方程式为2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+、Al2O3+6H+=Al3++3H2O,随着电解的进行氧化膜覆盖阳极表面厚度加厚,电阻增大,则为了保持电流不变,则A阶段电压需逐渐增大,故答案为:正;2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+、Al2O3+6H+=Al3++3H2O;电流不变时,氧化膜覆盖阳极表面,电阻增大;
(3)该变色反应即K2Cr2O7转化为了Cr3+,被还原,即Al参与该反应转化为Al3+,根据氧化还原反应配平可得,该反应的离子方程式为:2Al++14H+=2Cr3++2Al3++7H2O,故答案为:2Al++14H+=2Cr3++2Al3++7H2O;
(4)由题干可知,氧化膜的质量为:0.7654g-0.7442g=0.0212g,则氧化膜的体积为:=0.00785cm3,则氧化膜的厚度为:=0.00196cm=19.6um,故答案为:19.6。
【分析】(2)在铝表面电镀氧化膜,所以铝做正极,电压增大是由于生成氧化膜,导致电阻增大,电压增大
(3)利用重铬酸根与铝发生反应,出现显色时间越晚,说明氧化膜耐腐蚀性越好
23.(2021·金华模拟)某小组以软锰矿、闪锌矿为原料,尝试在铁钉表面镀锌及制取高纯 。流程如下:
已知:①矿粉的主要成分是 、ZnS,还含有少量FeS、CuS、 等。
②酸浸时反应之一: 。该生产过程中, 与 不反应。
③ 的氧化性与溶液pH有关。
请回答:
(1)滤渣中加NaOH溶液可分离铁和铝,化学方程式是   。
(2)下列说法正确的是___________(填字母)。
A.可从步骤③的滤渣中回收S
B.步骤⑤, 可换成
C.步骤⑥,阳极材料可选择Fe
D.多次过滤分离,可提高矿石利用价值
(3)除杂时先加 后加 ,原因是   。
(4)小组同学欲用下列步骤测定铁钉表面镀层的锌的质量。请选出正确操作并排序(实验只进行一次,操作不重复):
称取一定质量的铁钉,放入烧杯中→(   )→(   )→(   )→(   )→(   )
a.加过量浓硫酸
b.加过量稀硫酸
c.置于坩埚中,小火烘干
d.置于石棉网上,小火烘干
e.取出,用蒸馏水洗涤
f.搅拌,至气泡速率突然减小
g.用电子天平称量
h.用托盘天平称量
(5)测定 产品的纯度:将 固体研细,称取一定质量的产品至锥形瓶中,依次加入过量 固体、足量稀 ,振荡至充分反应,再用 标准溶液滴定剩余 至终点。
①下列关于实验过程的说法,正确的是   (填字母)。
A.先在滤纸上称量好 粉末,再倒入锥形瓶
B.配制 溶液时宜在棕色容量瓶中进行
C.“振荡至充分反应”时,锥形瓶须加塞密封
D.滴定时的指示剂是
E.滴定终点后仰视读数,会导致 纯度偏大
②读取滴定管中 溶液的示数时,因溶液颜色的干扰,凹液面最低点无法准确定位,此时可改为读取   处的示数。
(6)电解时的总化学方程式为   。
【答案】(1)
(2)B;D
(3)溶液酸性强有利于充分氧化 、氧化时消耗 可减少 用量
(4)b;f;e;d;g
(5)BCD;凹液面最高点
(6)
【知识点】电极反应和电池反应方程式;物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)滤渣中加NaOH溶液可分离铁和铝,氢氧化铝溶解,反应的化学方程式是 。
(2)A.根据以上分析可知可从步骤②的滤渣中回收S,A不正确;
B.步骤⑤, 用来调节pH,所以可换成 ,B正确;
C.在铁上镀锌,则步骤⑥中Fe作阴极,阳极上Mn2+发生失电子的氧化反应生成二氧化锰,阳极材料不能选择Fe,C不正确;
D.多次过滤分离,提高原料的利用率,所以可提高矿石利用价值,D正确;
故答案为:BD。
(3)根据已知可知 的氧化性与溶液pH有关,溶液酸性强有利于充分氧化 ,且氧化时消耗 可减少 用量,所以除杂时先加 后加 ;
(4)称取一定质量的铁钉,放入烧杯中,加过量稀硫酸溶解表面的锌,搅拌,至气泡速率突然减小,此时说明锌恰好完全反应,然后取出,用蒸馏水洗涤,置于石棉网上,小火烘干,得到铁,最后用电子天平称量即可,正确的顺序是称取一定质量的铁钉,放入烧杯中→b→f→e→d→g;
(5)①A.应该直接在锥形瓶中称量 粉末,A不正确;
B.高锰酸钾易分解,配制 溶液时宜在棕色容量瓶中进行,B正确;
C.由于亚铁离子易被氧化,所以“振荡至充分反应”时,锥形瓶须加塞密封,C正确;
D.酸性高锰酸钾溶液显紫红色,滴定时的指示剂是 ,D正确;
E.滴定终点后仰视读数,读数偏大,导致剩余的亚铁离子的量增加,所以会导致 纯度偏小,E不正确;
故答案为:BCD;
②读取滴定管中 溶液的示数时,因溶液颜色的干扰,凹液面最低点无法准确定位,此时可改为读取凹液面最高点处的示数。
(6)阴极锌离子放电,阳极锰离子放电生成二氧化锰,则电解时的总化学方程式为 。
【分析】酸浸时发生反应之一为 ,据此可判断硫化铜也溶解转化为硫酸铜,硫化锌、氧化铝直接和硫酸反应而溶解,过滤得到的滤液中加入适量锌粉置换出铜,再过滤,向滤液中加入适量 氧化溶液中的亚铁离子,然后加入碳酸锰调节pH沉淀铁离子和铝离子,所得滤液电解得到二氧化锰和镀锌铁皮,据此解答。
24.(2021·陈仓模拟)某工厂从废含镍有机催化剂中回收镍的工艺流程如图所示(已知废催化剂中含有 70.0%及一定量的 、 、 和有机物,镍及其化合物的化学性质与铁的类似,但 的性质较稳定)。回答下列问题:
已知:部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时的 如下表所示。
沉淀物
5.2 3.2 9.7 9.2
(1)滤渣a的成分是   ,用乙醇洗涤废催化剂的目的是   ,从废液中回收乙醇的方法是   
(2)为提高酸浸速率,可采取的措施有   (答一条即可)
(3)硫酸酸浸后所得滤液A中可能含有的金属离子是   ,向其中加入 的目的是   ,反应的离子方程式为   
(4)利用化学镀(待镀件直接置于含有镀层金属的化合物的溶液中)可以在金属、塑料、陶瓷等物品表面镀上一层金属镍或铬等金属,与电镀相比,化学镀的最大优点是   
(5)滤液C进行如下所示处理可以制得 。滤液C 溶液D
①操作X的名称是   
② 在强碱溶液中用 氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料— ,该反应的离子方程式是   
【答案】(1);溶解、除去有机物;蒸馏
(2)将废催化剂粉碎或适当地提高硫酸的浓度或升高浸泡时的温度
(3) 、 、 ;加入 的目的是将 氧化为 ,有利于分离;
(4)不消耗电能,节约能源
(5)蒸发结晶;
【知识点】氧化还原反应;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯;电镀
【解析】【解答】(1)由分析可知,滤渣a的成分是二氧化硅,用乙醇洗涤废催化剂的目的是溶解、除去废催化剂表面的有机物;可以利用乙醇与废液中沸点不同,题给蒸馏的方法从废液中回收乙醇,故答案为: ;溶解、除去有机物;蒸馏;
(1)将废催化剂粉碎,增大反应物的接触面积,或适当地提高硫酸的浓度,或升高浸泡时的温度等措施均可以提高酸浸速率,故答案为:将废催化剂粉碎或适当地提高硫酸的浓度或升高浸泡时的温度;
(3)由分析可知,硫酸酸浸后所得滤液A中含有硫酸镍、硫酸铝、硫酸铁,则溶液中含有的金属阳离子为 、 、 ;向滤液A中加入过氧化氢溶液的目的是保温条件下将亚铁离子氧化为铁离子,便于调节溶液pH时,将铁离子转化为沉淀除去,反应的离子方程式为 ,故答案为: 、 、 ;加入 的目的是将 氧化为 ,有利于分离; ;
(4)与电镀相比,化学镀的最大优点是不消耗电能,节约能源,故答案为:不消耗电能,节约能源;
(5)①由题给流程可知,酸化后的硫酸镍溶液经蒸发结晶得到七水硫酸镍晶体,故答案为:蒸发结晶;
②由题意可知,生成碱式氧化镍的反应为碱性条件下,硫酸镍溶液与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应生成碱式氧化镍沉淀、硫酸钠、氯化钠和水,反应的离子方程式为 ,故答案为: 。
【分析】由题给流程可知,用乙醇洗涤将废催化剂表面的有机物溶解、除去后,用稀硫酸酸浸废催化剂,废催化剂中的铝、铁、镍与稀硫酸反应生成可溶性的硫酸盐,二氧化硅不与稀硫酸反应,过滤得到含有二氧化硅的滤渣a和含有稀硫酸、可溶性硫酸盐的滤液A;向滤液A中加入过氧化氢溶液,保温条件下将亚铁离子氧化为铁离子得到滤液B;向滤液B中加入氢氧化镍调节溶液pH,使溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣b和含有硫酸镍的滤液C;向滤液C中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH为9.2,将镍离子转化为氢氧化镍沉淀,过滤得到氢氧化镍;氢氧化镍经灼烧、还原得到金属镍。
25.(2021·海口模拟)次磷酸钠(NaH2PO2)广泛应用于化学镀镍,次磷酸钠的生产与镀镍过程如下:
据此回答下列问题:
(1)红磷与黄磷之间的关系为   。
(2)次磷酸钠中磷元素的化合价为   。
(3)写出碱溶过程的化学反应方程式   ,该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为   。
(4)已知次磷酸钠中的 为四面体结构,请写出 的结构式   ,次磷酸钠NaH2PO2为    填“酸式盐”、“碱式盐”、“正盐” 。
(5)请简述化学镀镍的反应原理   。
【答案】(1)同素异形体
(2)+1
(3)P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑;1:3
(4);正盐
(5)次磷酸钠作为还原剂将硫酸镍中的镍还原成金属单质,沉积在镀件表面。
【知识点】同素异形体;电镀;化合价与化学式
【解析】【解答】(1)红磷与黄磷都是磷的两种单质,两者之间的关系为同素异形体;故答案为:同素异形体。
(2)根据化合价钠为+1价、氢为+1价、氧为 2价,得到次磷酸钠(NaH2PO2)中磷元素的化合价为+1;故答案为:+1。
(3)P4和NaOH溶液反应生成NaH2PO2和PH3,因此碱溶过程的化学反应方程式P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑,磷既是氧化剂又是还原剂,有3个磷化合价升高,有1个磷化合价降低,因此该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:3;故答案为:P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑;1:3。
(4)根据次磷酸钠中的 为四面体结构,则 的结构式 ,次磷酸钠NaH2PO2中两个氢都不能电离,因此该盐为正盐;故答案为: ;正盐。
(5)化学镀镍是硫酸镍和次磷酸钠反应,镍化合价降低,次磷酸钠化合价升高,的反应原理次磷酸钠作为还原剂将硫酸镍中的镍还原成金属单质,沉积在镀件表面;故答案为:次磷酸钠作为还原剂将硫酸镍中的镍还原成金属单质,沉积在镀件表面。
【分析】(1)根据红磷和黄磷均是有磷元素形成的磷单质,即可判断互为同素异形体
(2)根据钠和氧元素的化合价结合代数和为0即可计算出磷元素的化合价
(3)根据反应物和生成物即可写出方程式即可找出氧化剂与还原剂的物质的量之比
(4)根据为四面体结构即可写出结构式,根据结构式即可判断出其为正盐
(5)化学镀镍是利用氧化还原反应的原理进行将镍元素变为镍单质
26.(2022高二上·昌平期末)电镀是一种提高金属抗腐蚀能力的方法,某研究小组尝试利用下面的装置实现在铁钉上镀铜,以防止铁钉被腐蚀。
(1)I为碱性氢氧燃料电池装置示意图,电极a上发生的电极反应式是   ,电极b发生   反应(填“氧化”或“还原”)。
(2)II为铁钉镀铜装置示意图,结合装置I,铁钉应在   (填“c极”或“d极”),电镀过程中,溶液的浓度基本保持不变,请结合化学用语解释原因   。
(3)实际工业电镀铜过程中,常加入氯离子作为添加剂。适量的氯离子形成不溶于水的,在镀件表面有强吸附作用,形成一层致密的膜,阻碍铜的过快电沉积,从而使镀层更均匀、致密。
①写出镀件表面生成的电极反应:   。
②氯离子含量过多或过少均会对镀层效果产生影响,因此要测定电镀液中氯离子的含量。实验室中用以下方法原理测定氯离子的浓度:取的电镀液,向其中加入3-5滴的溶液,用的标准溶液进行滴定,至出现稳定的粉红色时消耗标准溶液。
资料:为粉红色沉淀。
测得电镀液中   。
③过量的可通过向电镀液中加入(微溶)固体除去,结合化学用语解释原因:   。
【答案】(1)H2+2OH--2e-═2H2O;还原
(2)d极;铁钉镀铜时,Cu做阳极,Cu在阳极上失去电子发生氧化反应生成Cu2+,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,Fe片做阴极,Cu2+在阴极得到电子发生还原反应生成Cu,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,电镀过程中,阳极消耗Cu和阴极析出Cu的物质的量相等,所以c(Cu2+)基本不变
(3)Cu2++Cl-+ e-=CuCl;;向电镀液中加入微溶的Ag2SO4固体,溶液中Cl-与Ag2SO4固体发生反应:2Cl—(aq)+ Ag2SO4(s)=2AgCl(s)+ SO(aq),溶液中Cl-转化为难溶的AgCl
【知识点】化学电源新型电池;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)由图可知,I为碱性氢氧燃料电池,通入氢气的电极a为燃料电池的负极,碱性条件下,氢气失去电子发生氧化反应生成氢氧根离子,电极反应式为H2+2OH--2e-═2H2O,通入氧气的电极b为正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,故答案为:H2+2OH--2e-═2H2O;还原;
(2)铁钉镀铜时,铜做阳极,铜在阳极上失去电子发生氧化反应生成铜离子,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,铁片做阴极,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,电镀过程中,阳极消耗铜和阴极析出铜的物质的量相等,所以溶液中铜离子浓度基本不变,故答案为:铁钉镀铜时,Cu做阳极,Cu在阳极上失去电子发生氧化反应生成Cu2+,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,Fe片做阴极,Cu2+在阴极得到电子发生还原反应生成Cu,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,电镀过程中,阳极消耗Cu和阴极析出Cu的物质的量相等,所以c(Cu2+)基本不变;
(3)①由题意可知,镀件表面生成氯化亚铜的电极反应为铜离子在氯离子作用下得到电子发生还原反应生成氯化亚铜,电极反应式为Cu2++Cl-+ e-=CuCl,故答案为:Cu2++Cl-+ e-=CuCl;
②由题意可知,以铬酸钾为指示剂,滴定消耗V1mLc1mol/L的硝酸银溶液,则溶液中氯离子的浓度为=mol/L,故答案为:;
③向电镀液中加入硫酸银固体除去氯离子的反应为硫酸银与溶液中过量的氯离子反应生成溶解度更小的氯化银和硫酸根离子,反应的离子方程式为2Cl-(aq)+ Ag2SO4(s)=2AgCl(s)+ SO(aq),故答案为:向电镀液中加入微溶的Ag2SO4固体,溶液中Cl-与Ag2SO4固体发生反应:2Cl-(aq)+ Ag2SO4(s)=2AgCl(s)+ SO(aq),溶液中Cl-转化为难溶的AgCl。
【分析】(1)燃料电池中,燃料在负极失电子,发生氧化反应,氧气在正极得电子,发生还原反应;
(2)电镀池中镀层金属作阳极、镀件作阴极,含有镀层金属离子的溶液作电镀液。利用“金属搬家”判断;
(3)①铜离子在氯离子作用下得到电子发生还原反应生成氯化亚铜;
②依据关系式法计算;
③依据沉淀转化判断。
27.(2021高二上·丹东期末)
(1)Ⅰ如图所示,C、D、E和F均为惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F极附近显红色。
直流电源为乙醇()燃料电池,电解质溶液为溶液,则B电极的电极反应式为   。
(2)若甲中装有足量的硫酸铜溶液,工作一段时间后,停止通电,欲使溶液恢复到起始状态,可向溶液中加入____(填字母序号)。
A. B. C. D.
(3)欲用丙装置给铜镀银,则金属银应为   极(填“G”或“H”)。
(4)若丙装置用于粗铜精炼,反应一段时间后装置中硫酸铜溶液的浓度将   (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)Ⅱ.新冠疫情期间,某同学为解决环境卫生消毒问题,设计了一个电解装置,用于制备“84”消毒液的有效成分,
如图所示,则c为电源的   极;该发生器中发生反应的离子方程式为   。
(6)若电解过程中转移了电子,则膜两侧电解液的质量变化差为   g。
【答案】(1)
(2)B;D
(3)G
(4)减小
(5)负;(或;)Ⅲ.化学在环境保护中起着十分重要的作用,电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染,电化学降解的原理如图所示。
(6)28.8
【知识点】电极反应和电池反应方程式;离子方程式的书写;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)将电源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F极附近显红色,可知F极为阴极,则B为电源的负极,A为正极,B电极上 失电子生成碳酸根离子,电极反应为: ,故答案为: ;
(2)甲中装有足量的硫酸铜溶液,电解时发生反应为:
,由电极反应可知电解后可加CuO或碳酸铜恢复,故答案为:BD;
(3)用丙装置给铜镀银,镀件做阴极,镀层金属做阳极,则金属银应为G,故答案为:G;
(4)丙装置用于粗铜精炼,开始阶段阳极粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等优先于Cu失电子,而此时溶液中铜离子在阴极得电子生成Cu,导致电解质溶液的浓度减小,故答案为:减小;
(5)由装置特点可知,为得到次氯酸钠,下端电极应生成氯气,上端电极生成NaOH,氯气向上扩散与上端生成的NaOH充分接触反应生成次氯酸钠,故c应为负极,d应为正极,该装置中发生的反应为:
(或

),故答案为:
(或

);
(6)由图可知右侧电极发生反应:
,反应中右侧电解损失的质量为氮气的质量,每转移4mol电子生成0.4mol氮气,质量为11.2g;左侧电极反应为:
,每转移4mol电子生成1mol氧气,电解质损失质量为32g,同时有4mol氢离子由左侧进入右侧,则


,故答案为:28.8;
【分析】(1)首先需要确定电源的正、负极。乙中为电解饱和食盐水,F极附近显红色,说明F极发生反应:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,即F极为阴极,所以B为负极,A为正极。B极失电子,发生氧化反应,电极反应式为:
(2)甲中为电解CuSO4溶液: 。恢复到起始状态,说明加入的物质与H2SO4能反应生成CuSO4和H2O,且生成的n(CuSO4)和n(H2O)之比为1:1。
(3)给铜镀银,说明铜电极上发生反应:Ag++e-=Ag;银电极上发生反应:Ag-e-=Ag+,即银电极为阳极。
(4)粗铜精炼中,阳极粗铜中电极反应有:Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Cu-2e-=Cu2+等;阴极反应有Cu2++2e-=Cu。根据得失电子守恒,Cu2+得电子数大于Cu失电子数,所以硫酸铜溶液的浓度减小。
(5)该电解装置为电解饱和食盐水,阴极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。“84”消毒液的有效成分是NaClO,NaClO可由电解生成的Cl2与NaOH反应得到,为了使反应充分,Cl2可由下端电极产生,所以d为正极,c为负极。
(6)首先需要写出左、右两极的电极反应式,根据转移的电子的物质的量,分别算出左、右两极电解液的质量变化,然后进一步解答。
28.(2021高三上·汕尾期末)硫酸亚铁铵又称莫尔盐,其化学成分为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,在定量分析、电镀冶炼、医学等领域都有广泛用途。请回答下列问题:
(1)基态N原子的核外电子排布式为   。
(2)Fe元素位于元素周期表的   区,电负性大小:O   S(填“>”“<”或“=”)。
(3)SO的空间结构为   形,中心原子轨道的杂化方式为   。
(4)液氨中存在的分子间作用力包括   。
(5)H2O在不同条件下可得到不同结构的晶体,其中一种冰晶体的立方晶胞结构如下图所示:
①每个晶胞中所含的氢键数目为   ;
②设NA为阿伏加德罗常数的值,晶胞边长为anm,则晶胞密度为   g·cm-3。
【答案】(1)1s22s22p3
(2)d;>
(3)正四面体;sp3
(4)氢键、范德华力
(5)4;
【知识点】晶胞的计算;含有氢键的物质;原子结构示意图;结构式;电镀
【解析】【解答】(1)N元素的原子序数为7,核外有7个电子,其核外电子排布式为1s22s22p3;答案为1s22s22p3。
(2)Fe元素的原子序数为26,核外有26个电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则Fe元素位于元素周期表的第四周期第VⅢ族,价电子3d64s2,为周期表中的d区;O、S属于同主族元素,从上而下,非金属性依次减弱,原子序数O<S,非金属性O>S,元素的非金属性越强其电负性越大,则电负性O>S;答案为d;>。
(3)中中心原子S原子价层电子对个数=4+=4+0=4,且不含孤电子对,则的空间结构为正四面体形,中心S原子轨道的杂化方式为sp3杂化;答案为正四面体;sp3。
(4)液氨中NH3分子间除了范德华力外,NH3分子间还可以形成氢键,所以液氨中存在的分子间作用力包括氢键、范德华力;答案为氢键、范德华力。
(5)①由题中晶胞结构可知,H2O分子中一个O可以与2个水分子形成氢键,一个H与一个水分子形成氢键,所以每个晶胞中所含的氢键数目为4;答案为4。
②由题中晶胞结构可知,H2O分子位于顶点和体心,则1个晶胞中含有H2O的数目为8×+1=2个,一个晶胞的质量为m=,晶胞的体积为V=(a×10-7cm)3,则晶胞密度为ρ=== g·cm-3;答案为。
【分析】(1)考查电子轨道排布规律,灵活运用相关知识。
(2)考查元素周期表的位置及相关规律。
(3)硫酸根为正四面体结构。
(4)液氨中除了分子间的范德华力外,还有氨气分子间的氢键。
(5)一个氧原子可以和两个水分子形成氢键,一个氢原子可以和一个水分子形成氢键。数出晶胞中水分子的个数,注意顶点位置只有八分之一,算出晶胞体积,即可计算出晶胞密度。
29.(2021高二上·宁德期末)电化学原理在现实生活中有着十分广泛的应用。请回答下列问题:
(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述   (填装置序号)装置原理进行防护;装置③中总反应的离子方程式为   。
(2)电镀在工业上有着广泛的应用,可以镀锌、镀铜、镀金等。利用如图所示装置可以将铜牌变为银牌,即在铜牌表面电镀一层银,该电解池的阴极反应可表示为   。
(3)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。用乙醇燃料电池作为电源电解含的水溶液制备金属钴,其装置如图甲、乙。
①图乙中Co电极应连接乙醇燃料电池的   极(填“a”或“b”。
②图甲中a极上发生的电极反应是   。
③生成,Ⅰ室溶液质量理论上减少   g。
【答案】(1)②③;2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
(2)Ag++e-=Ag
(3)a;C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+;18
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池;原电池工作原理及应用;电镀
【解析】【解答】(1)装置①中Fe比Cu活泼,形成原电池后Fe为负极被氧化,无法防止Fe被腐蚀;装置②中Fe不如Zn活泼,形成原电池后Zn作负极被氧化,Fe被保护;装置③中Fe为原电池的阴极,Fe电极发生还原反应,Fe不会被氧化,综上所述为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述②③;装置③中阳极为石墨电极,所以是溶液中的氯离子被氧化为氯气,Fe电阴极,水电离出的氢离子被还原为氢气,总反应为2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2↑+H2↑;
(2)该电解池的目的是在镀件上镀银,所以阴极发生的反应为Ag++e-=Ag;
(3)①燃料电池中通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极,即a为负极,b为正极;图乙所示电解池的目的是电解含Co2+ 的水溶液制备金属钴,所以Co电极上的反应应为Co2++2e-=Co,即Co电极为阴极,所以连接乙醇燃料电池的a极;
②a电极上乙醇失电子被氧化,工作过程中有质子移动,电解液应为酸性,所以乙醇被氧化生成二氧化碳,根据电子守恒、元素守恒可得电极反应为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+;
③根据电极反应Co2++2e-=Co可知,生成1molCo,转移2mol电子,I室为阳极室,电极反应为2H2O-4e-= O2↑+4H+,生成的H+又会迁移到Ⅱ室,所以转移2mol电子时,I室中减少1mol水,质量为1mol×18g/mol=18g。
【分析】(1)装置①中Fe比Cu活泼,形成原电池后Fe为负极被氧化,无法防止Fe被腐蚀;装置②中Fe不如Zn活泼,形成原电池后Zn作负极被氧化,Fe被保护;装置③中Fe为原电池的阴极,Fe电极发生还原反应,Fe不会被氧化;装置③中阳极为石墨电极,所以是溶液中的氯离子被氧化为氯气,Fe为阴极,水电离出的氢离子被还原为氢气;
(2)该电解池的目的是在镀件上镀银,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;
(3)①燃料电池中通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极;图乙所示电解池的目的是电解含Co2+的水溶液制备金属钴,所以Co电极上的反应应为Co2++2e-= Co;
②a电极上乙醇失电子被氧化,工作过程中有质子移动,电解液应为酸性,所以乙醇被氧化生成二氧化碳;
30.(2021高二上·嫩江期末)回答下列问题
(1)下列物质中可以作为燃料电池的负极反应物的是____
A.CH4 B.H2 C.CH3OH D.O2
(2)最新研制的一种新型乙醇电池示意图如图,电池的两极分别充入乙醇和氧气,用磺酸类离子作溶剂。
则电池工作时   (选填“a”或“b”)为负极,b 极的电极反应式为   。
(3)欲在某镀件上镀银,在大烧杯中加入电镀液(含AgNO3的溶液)。银片和待镀镀件分别做两极,其中待镀的镀件做   极,接通直流电源后几分钟,就看到镀件的表面镀上了一层银。银电极发生   反应,镀件上发生的电极反应式是:    。
【答案】(1)A;B;C
(2)a;O+4H++4e-=2H2O
(3)阴;氧化;Ag++e-=Ag
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电镀
【解析】【解答】(1)可以作为燃料电池的负极反应物应具有还原性,负极充燃料,正极充氧化剂,ABC都是燃料具有还原性,故答案是:ABC;
(2)电池的两极分别充入乙醇和氧气形成原电池反应时乙醇被氧化应为负极;b为正极,正极发生 O+4H++4e-=2H2O因此,故答案是:a;O+4H++4e-=2H2O
(3)电镀时镀件为阴极银为阳极,被氧化,阴极发生Ag++e-=Ag因此,故答案是:阴;氧化;Ag++e-=Ag
【分析】燃料电池中,通入燃料的一极为负极,负极发生氧化反应,通入氧气的一极为正极,正极发生还原反应;电镀时镀件为阴极银为阳极。
31.(2020高二上·肇庆期末)一种甲烷燃料电池的工作原理如图所示。
(1)X电极为   (填“正极”或“负极”),该电极的电极反应式为   。
(2)放电过程中, 向   (填“X极”或“Y极”)移动。
(3)若用该燃料电池进行粗铜精炼,则M极连接的是   (填“粗铜”或“精铜”),N极的电极反应式为   。
(4)若用该燃料电池进行电镀铜,则N极连接的是   (填“镀件”或“精铜”),理论上每消耗 甲烷时,M极变化(增加或减少)的质量为   g。
【答案】(1)负极;
(2) 极
(3)粗铜;
(4)镀件;256
【知识点】铜的电解精炼;电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电镀
【解析】【解答】(1)由图可知 电极上,甲烷被氧化为二氧化碳,故为负极,该电极的电极反应式为 ,故答案为:负极; ;
(2)放电过程中,阳离子向正极移动,故 向正极移动,即向 极移动,故答案为: 极;
(3)若用该燃料电池进行粗铜精炼, 极与正极相连,所以 极为阳极,连接的是粗铜,而阴极的电极反应式为 ,故答案为:粗铜; ;
(4)若用该燃料电池进行电镀铜,则 极(阴极)连接的是镀件,理论上每消耗 甲烷时转移 ,根据得失电子守恒可知阳极,消耗Cu的物质的量为4mol,减少的质量为 ,故答案为:256。
【分析】(1)X处通入的甲烷转化为CO2,说明X电极为负极,电极反应式为CH4 8e +2H2O=CO2↑+8H+;
(2)原电池中阳离子向正极移动,Y电极为正极;
(3)粗铜精炼时,粗铜作阳极,与电源的正极(Y电极)相连 ,纯铜作阴极,溶液中的铜离子得电子;
(4)电镀铜时镀件作阴极,与电源负极(X电极)相连,根据电子转移的关系式CH4~8e-~4Cu计算。
32.(2020高三上·哈尔滨期末)Ni常被镀在金属制品上以保护金属不生锈。
(1)镀镍的方法有:方法Ⅰ: 电镀镍。以NiSO4为电镀液。
①待镀零件与电源   相连。
方法Ⅱ:化学镀。将待镀零件浸泡在含有Ni2+和H2PO2-的溶液中,在酸性等条件下发生下述反应:
(a)   Ni2++   H2PO2-+   →   Ni ++   H2PO3-+   ,
(b)6H2PO2-+ 2H+= 2P+ 4H2PO3-+ 3H2↑
上述反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金,从而达到化学镀镍的目的。
②写出并配平反应式(a)。
(2)LiNiO2是一种前景很好的锂离子电池正极材料。当温度高于850℃时,LiNiO2会分解。工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700~800℃制得 LiNiO2,该反应的化学方程式为   ,加热温度不宜过高的原因是   ,工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH,存在的缺点可能是   。
(3)以废旧二次电池为原料回收利用合成Ni(OH)2的工艺:
已知:酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+;Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14;
①“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去,反应历程如下:
i.5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+;
ii.   (用离子方程式表示)。
②调pH=5操作时,已知溶液中Ni2+浓度为2.0mol/L,则“滤渣II”中是否存在Ni(OH)2沉淀    (列式计算,并使用必要的文字说明)。
【答案】(1)负极;2;1;1H2O;2;1;2H+
(2)4Ni(OH)2+4LiOH+O2 4LiNiO2+6H2O;防止温度高于850℃时LiNiO2分解;产生氮氧化物,污染环境
(3)2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+;pH=5,滤液中c(OH-)=10-9mol/L,Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18<Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14,故无Ni(OH)2沉淀产生。
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;电镀
【解析】【解答】(1)①电镀镍的过程中Ni2+要在镀件上被还原生成Ni单质,所以镀件为阴极,与电源负极相连;②根据题目给出的部分反应物和生成物可知该过程中Ni2+被还原成Ni+,化合价降低1价,H2PO2-被氧化成H2PO3-,化合价升高2价,所以二者的系数比为2:1,结合元素守恒可知方程式为2Ni2++1H2PO2-+1H2O=2Ni++1H2PO3-+2H+;(2)已知反应物有Ni(OH)2与LiOH,产物为LiNiO2,该过程中Ni元素被氧化,根据“在空气流中加热”可知氧化剂应为氧气,结合电子守恒和元素守恒可得方程式为:4Ni(OH)2+4LiOH+O2 4LiNiO2+6H2O;根据题目信息可知温度高于850℃时LiNiO2分解;LiNO3中硝酸根具有氧化性,反应中硝酸根被还原会生成氮氧化物污染环境;(3)氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去,反应i中锰元素转化为MnO4-,需要将其还原得到MnO2,根据各元素价态变化规律和元素守恒可知该过程中MnO4-和Mn2+发生归中反应,方程式为2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+;(4)pH=5,滤液中c(OH-)=10-9mol/L,Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18<Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14,故无Ni(OH)2沉淀产生。
【分析】废旧二次电池加入硫酸,结合题目信息可知,酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+,过滤得到残渣I为炭粉;滤液中加入NiO调节溶液pH,使溶液中Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,过滤分离出滤渣II为Al(OH)3、Fe(OH)3,氧化除去锰离子,过滤分离出滤渣III为MnO2,滤液中加NaOH生成Ni(OH)2.过滤分离得到Ni(OH)2,以此来解答。
33.(2019高二上·日喀则期末)如下图所示的装置,C、D、E、F都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色。试回答以下问题:
(1)电极A是   。(填“正极”或“负极”)
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式    。
(3)若用惰性电极电解饱和NaCl溶液一段时间,当阳极产生56mL (标准状况下)气体,电解后溶液体积为500mL时,求所得溶液在25℃时的p=   。
(4)欲用丙装置给铜镀银。G应该是   (填“银”或“铜”),电镀液的主要成分是   (填化学式)
【答案】(1)正极
(2)CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4
(3)12
(4)银;AgNO3
【知识点】pH的简单计算;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)F电极附近显红色,说明F电极附近反应生成OH-,因此F电极的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,因此F电极为阴极,E电极为阳极,则A电极为正极,B电极为负极;
(2)甲装置为电解CuSO4溶液,电解过程中,C电极为阳极,水电离产生的OH-在阳极发生失电子的氧化反应生成O2;Cu2+在阴极发生得电子的还原反应,生成Cu;因此该电解反应的总化学方程式为:CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4;
(3)电解NaCl溶液时阳极产生的为Cl2,其物质的量,电解NaCl的总反应为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,因此反应生成n(NaOH)=2n(Cl2)=0.005mol;因此电解后所得溶液中,则溶液中,故溶液的pH=12;
(4)利用丙装置给铜镀银,则铜为镀件,做阴极,与电源的负极相连,因此H为镀件铜;镀层金属为阳极,与电源的正极相连,因此G为银;电镀液的主要成分应为含有镀层金属银的盐溶液,故电镀液的主要成分为AgNO3溶液;
【分析】(1)根据F电极附近显红色,确定电解池的阴阳极,从而确定电源的正负极;
(2)根据电解CuSO4溶液的电极反应确定电解反应的总反应;
(3)电解NaCl溶液时阳极产生的为Cl2,根据公式计算n(Cl2),结合电解总反应计算反应生成c(OH-),从而得出溶液的pH值;
(4)电镀过程中,镀件作为阴极,镀层金属作为阳极,电解质溶液用含有镀层金属的盐溶液;
34.(2019高二上·吉林期末)已知:①甲为 CH4 和
O2 形成的燃料电池,电解质为固体电解质,能传导 O2-。
②乙中为
100 mL NaCl 溶液(足量),滴有酚酞,丙为 CuSO4 溶液。
③若
c、d 为惰性电极,通电时 c 电极附近首先出现红色。
请回答下列问题:
(1)b 处通入   (填“CH4”或“O2”),电极反应式为:   。
(2)当乙中
pH=13 时,a 处通入标准状况下   mL
的   气体(填“O2”或
“CH4”),c 电极的电极反应式为:   。
(3)若用丙装置在
Fe 上镀 Cu,则
e 为   (填“Fe”或“Cu”),若
e,f 为惰性电极, 写出电解反应的离子方程式:   。若 e,f 为惰性电极,丙中溶液为不饱和
Na2CO3 溶液, 则电解过程中pH   (填“变大”、“不变”或“变小”),原因是   。
【答案】(1)CH4;CH4-8e-+4O2- ═ CO2+2H2O
(2)56;O2;2H++2e- ═ H2↑
(3)Fe;2Cu2++2H2O ═ 2Cu+O2↑+4H+;变大;电解 Na2CO3 溶液即电解水,使 Na2CO3 溶液浓度变大
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)结合以上分析可知,b电极为原电池的负极,发生氧化反应,应该通入甲烷气体,电极反应式为:CH4-8e-+4O2- ═ CO2+2H2O; 综上所述,本题答案是:CH4;CH4-8e-+4O2- ═ CO2+2H2O。
(2) 惰性电极,通电时电解饱和食盐水,总反应为:2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+ H2↑;从反应可知,反应转移电子为2mol,生成氢氧化钠2mol;pH=13的NaOH溶液,c(OH-)=c(NaOH)=0.1mol/L;n(NaOH)= 0.1mol/L×0.1L=0.01 mol,转移电子0.01mol;c 电极为电解池的阴极,氢离子在此极得电子生成氢气,电极反应式为:2H++2e-═ H2↑; a 电极为原电池的正极,氧气在此极得电子,极反应为:O2+4e-=2O2-,根据串联电路中电子转移总量相等规律可知,正极消耗氧气的量为0.0025mol,体积为0.0025×22.4=0.056L=56mL;综上所述,本题答案是:56 ;O2 ;2H++2e- ═ H2↑。
(3) Fe 上镀 Cu,铁做阴极,铜做阳极,所以e 为Fe;
若 e,f 为惰性电极,电解硫酸铜溶液,阴极生成铜,阳极产生氧气和硫酸,电解的总反应为:2Cu2++2H2O ═ 2Cu+O2↑+4H+;若 e,f 为惰性电极,Na2CO3 水解显碱性,电解不饱和 Na2CO3 溶液,相当于电解水,溶剂的量减小,碳酸钠溶液的浓度增大,碱性增强,pH变大;综上所述,本题答案是:Fe ;2Cu2++2H2O ═ 2Cu+O2↑+4H+; 变大;电解 Na2CO3 溶液即电解水,使 Na2CO3 溶液浓度变大。
【分析】根据③若 c、d 为惰性电极,通电时电解饱和食盐水, c 电极附近首先出现红色,酚酞遇碱变红,说明此极附近溶液显碱性,有氢氧根离子产生,溶液中的氢离子得电子生成氢气,c 电极为电解池的阴极,与原电池的负极相连;该原电池为甲烷的燃料电池,甲烷在负极发生氧化反应,氧气在正极发生还原反应,所以b电极为负极,a电极为正极;f电极与a电极相连,为电解池的阳极,e为阴极,d为阳极,c 为阴极;据此结合题干深进行作答。
35.(2016高二下·资阳期末)某研究性学习小组将甲、乙、丙装置连接如图,除G、H外所有电极均为惰性电极。电解一段时间后,D电极质量增加。试回答下列问题:
(1)电源A极是   极(填“正”或“负”);乙装置F电极附近的现象是   。
(2)欲用丙装置给铜镀银。G应该是   (填“Ag”或“Cu”)。
(3)如用甲醇燃料电池(如图)充当电源,写出负极的电极反应方程式:   ;若用丁装置(如图)代替乙装置,写出丁装置中反应的总化学方程式是   。
【答案】(1)正;溶液变红
(2)Ag
(3)CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;NaCl+H2O NaClO+H2↑。
【知识点】原电池工作原理及应用;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)D电极质量增加,此电极反应式为Cu2++2e-=Cu,根据电解原理,阳离子在阴极上得电子,因此C为阳极,D为阴极,阳极跟电源的正极相连,A为正极,B为负极,此电路是串联电路,E为阳极,F为阴极,F电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,酚酞遇碱变红;
(2)G为阳极,H为阴极,电镀中待镀金属作阴极,镀层金属作阳极,因此是G为银;
(3)充燃料的一极为负极,电解质为NaOH溶液,因此电极反应式为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;E电极反应式Cl-2e-=Cl2↑,F电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,因此总反应方程式为:NaCl+H2O NaClO+H2↑。
【分析】(1)质量增加的为阴极,阴极连接的是电源的负极,
F为阴极得电子 即水中的氢得到电子变成氢气,释放出氢氧根,溶液显碱性,能使酚酞溶液变红
(2)电镀时,镀件(Cu)做阴极,镀层(Ag)做阳极。
(3)易错点:电解质为KOH溶液,因此甲醇的氧化产物不是二氧化碳,而是碳酸根。
能代替乙装置,说明反应是氧化还原反应。则一定有化合价的变化。
2023年高考真题变式分类汇编:电镀
一、选择题
1.(2023·保定模拟)利用下列装置和试剂进行实验,能达到实验目的的是
A.用装置甲中铜片与浓硫酸制取
B.用装置乙制备银氨溶液
C.用装置丙制备无水
D.用装置丁在铁片上镀铜
2.(2023·许昌模拟)化学与科技、生活有密切的关系。下列叙述错误的是
A.航空航天工业中采用化学镀镍,电镀时镀件作阴极,镍作阳极
B.我国力争2060年前实现碳中和,用脱硫煤代替原煤作燃料有利于实现碳中和
C.新冠疫情期间使用的抗原检测试纸,其检测原理是有机物分离方法中的层析法
D.卡塔尔世界杯旗帜来自中国制造,其主要材质是透风性好、不易损坏的涤纶
3.(2022·沧州模拟)下列操作规范且能达到实验目的的是(  )
A B C D
测定维生素C浓度 除去H2S气体中的HCl杂质 在铁上镀铜 实验室制备并收集氨气
A.A B.B C.C D.D
4.(2022·虹口模拟)化学法镀银的过程如下:
Ⅰ.向容器中加入一定量2%AgNO3溶液,边振荡边滴加2%氨水至沉淀恰好完全溶解;
Ⅱ.加入10%葡萄糖溶液至充满容器,在60~70℃水浴中加热,片刻后容器内壁便镀上一层银。
下列说法正确的是(  )
A.该实验证明葡萄糖与甲醛、乙醛等互为同系物
B.步骤Ⅰ后的溶液中大量存在Ag+、和
C.步骤Ⅱ可使用酒精灯直接加热以加快银的析出
D.可用硝酸洗涤除去容器壁上的银
5.(2022·杭州模拟)下列说法正确的是(  )
A.氯气与氢气在光照下反应生成,工业常用此方法生产盐酸
B.通入氨的饱和溶液中生成沉淀
C.控制合适的条件,可实现在铁皮表面电镀锡
D.隔绝空气高温分解,产物为和
6.(2022·杭州模拟)下列说法不正确的是(  )
A.提纯含有少量的固体,可通过蒸发结晶、趁热过滤的方法
B.取燃尽的火柴头加水浸泡,滴加溶液和稀硝酸,可检测火柴头中的氯元素
C.测定镀锌铁皮锌镀层厚度时,腐蚀后的铁皮烘干时间过长,测得结果偏低
D.轻微烫伤时,可先用洁净的冷水洗涤伤处,再涂烫伤药膏
7.(2021·成都模拟)利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用,下列说法正确的是(  )
A.氯碱工业中,X电极上的反应式是4OH--4e-=2H2O+O2↑
B.电解精炼铜时,Z溶液中的Cu2+浓度不变
C.在铁片上镀铜时,每转移2mol电子,Y极增重64g
D.制取金属铝时,Z是熔融的氯化铝
8.(2022·湖北)武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”,涂在器物表面,然后加火除汞,使金附着在器物表面。下列说法错误的是(  )
A.鎏金工艺利用了汞的挥发性
B.鎏金工艺中金发生了化学反应
C.鎏金工艺的原理可用于金的富集
D.用电化学方法也可实现铜上覆金
9.(2022·北京市)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象
① 阴极表面有无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验电解液中有
② 阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素
下列说法错误的是(  )
A.①中气体减少,推测是由于溶液中减少,且覆盖铁电极,阻碍与铁接触
B.①中检测到,推测可能发生反应:
C.随阴极析出,推测②中溶液减少,平衡逆移
D.②中生成,使得比①中溶液的小,缓慢析出,镀层更致密
10.(2021·邯郸模拟)下列实验能达到相应目的的是(  )
A.在铁上镀铜 B.进行铝热反应 C.蒸干 溶液,制备 固体 D.证明溴乙烷、NaOH、乙醇溶液共热生成乙烯
A.A B.B C.C D.D
11.(2021·梅州模拟)如下图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究铜的精炼原理和电镀原理。下列说法正确的是(  )
A.一段时间后,甲装置中溶液 pH升高
B.电解一段时间后,乙、丙装置中 CuSO4溶液的浓度均不变
C.通入氧气的一极为正极,发生的电极反应为
D.丙装置中实现铁片上镀铜,b 应为铁片
12.(2020·温州模拟)某二次电池装置如图所示,锂、充有催化剂的碳纳米管为电极,电解质能传导Li+。放电时生成的Li2CO3和C附着在电极上,充电时可使Li2CO3转化为Li、CO2和O2。下列说法错误的是(  )
A.放电时,电流从电极Y经外电路流向电极X
B.充电时,电极X接外电源的正极发生氧化反应
C.充电时,电极Y的电极反应式为2Li2CO3-4e-=2CO2↑+O2↑+4Li+
D.应用该电池电镀铜,若析出64gCu,理论上消耗标况下33.6LCO2
13.(2016·奉贤模拟)在化学能与电能的转化过程中,下列叙述正确的是(  )
A.电解饱和食盐水时,阳极得到Cl2和NaOH(aq)
B.教材所示的铜﹣锌原电池在工作时,Zn2+向铜片附近迁移
C.电镀时,电镀槽里的负极材料发生氧化反应
D.原电池与电解池连接后,电子从原电池负极流向电解池阳极
14.(2022高二上·红桥期末)下列过程不需要通电就能够实现的是
A.电离 B.电镀
C.电治金 D.电解饱和食盐水
15.(2022高三上·朝阳期末)下列实验能达到实验目的的是
A.在铁制品上镀铜 B.探究浓度对反应速率的影响 C.检验乙炔具有还原性 D.制备NH4Cl固体
A.A B.B C.C D.D
16.(2022高二上·海淀期末)下列“铁钉镀铜”实验装置设计正确的是
A. B.
C. D.
17.(2022高二上·大连期末)下列说法错误的是
A.生铁中含碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈
C.电解精炼铜时,阴极反应式为
D.在铁制品上镀铜时,铁制品连接电源的正极
18.(2022高二上·河南月考)首饰一般用以装饰,也具有显示财富及身份的意义。在首饰的发展过程中,其制作工序也在不断地变化,下列首饰的制作工序中涉及电镀的是(  )
A.梳篦(铜-牛角)
B.景泰蓝(铜-釉)
C.沙金戒指(铜-金)
D.手镯(金-玉石)
19.(2022高二下·达州期末)下列说法中,不符合生产、生活实际的是(  )
A.在镀件上电镀锌用锌作阳极
B.用铜作阳极电解饱和食盐水制取
C.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极
D.地下钢管连接镁块,保护钢管不被腐蚀
20.(2021高二上·柯桥期末)下列不需要通电就能够实现的是(  )
A.电解饱和食盐水 B.电镀
C.电离 D.电冶金
21.(2021高二上·金华期末)下列叙述不正确的是(  )
A.铁制品上镀铜:铁制品为阳极,铜盐为电镀液
B.电解饱和食盐水,Cl-比OH-更易在阳极失去电子
C.放电时,铅酸蓄电池中硫酸浓度不断变小
D.外加电流法保护钢铁设备时,选用惰性辅助阳极
二、非选择题
22.(2022·绵阳模拟)铝的阳极氧化是一种重要的表面处理技术,其原理是用电化学方法处理铝件表面,优化氧化膜结构,增强铝件的抗腐蚀性,同时便于表面着色。取铝片模拟该实验,并测定氧化膜厚度,操作步骤如下:
(1)铝片预处理
铝片表面除去油垢后,用2mol/LNaOH溶液在60~70℃下洗涤,除去铝表面薄氧化膜,离子方程式为:   ;再用10%(质量分数)的HNO3溶液对铝片表面进行化学抛光。若取一定体积68%(质量分数)的浓硝酸配制该化学抛光液,需要用到的玻璃仪器有   、   、玻璃棒和胶头滴管。
(2)电解氧化
取预处理过的铝片和铅做电极,控制电流恒定为0.06A,用直流电源在5~6mol/L硫酸中电解。其中铝片接电源   极,产生氧化膜的电极反应式为氧化膜的生长过程可大致分为A、B、C三个阶段(如图所示),C阶段多孔层产生孔隙的离子反应方程式为   ,A阶段电压逐渐增大的原因是   。
(3)氧化膜质量检验
取出阳极氧化并封闭处理过的铝片,洗净、干燥,在铝片表面滴一滴氧化膜质量检查液(3gK2Cr2O7+75mL水+25mL浓硫酸),用秒表测定表面颜色变为绿色(产生Cr3+)所需时间,可判断氧化膜的耐腐蚀性。写出该变色反应的离子方程式:   。
(4)氧化膜厚度测定
①取氧化完毕的铝片,测得表面积为4.0cm2,洗净吹干,称得质量为0.7654g;
②将铝片浸于60℃的溶膜液中煮沸10分钟进行溶膜处理;
③取出铝片,洗净吹干,称得除膜后铝片质量为0.7442g。
已知氧化膜的密度为2.7g/cm3,可以计算得出氧化膜厚度为   μm(1μm=1×10-4cm)。
23.(2021·金华模拟)某小组以软锰矿、闪锌矿为原料,尝试在铁钉表面镀锌及制取高纯 。流程如下:
已知:①矿粉的主要成分是 、ZnS,还含有少量FeS、CuS、 等。
②酸浸时反应之一: 。该生产过程中, 与 不反应。
③ 的氧化性与溶液pH有关。
请回答:
(1)滤渣中加NaOH溶液可分离铁和铝,化学方程式是   。
(2)下列说法正确的是___________(填字母)。
A.可从步骤③的滤渣中回收S
B.步骤⑤, 可换成
C.步骤⑥,阳极材料可选择Fe
D.多次过滤分离,可提高矿石利用价值
(3)除杂时先加 后加 ,原因是   。
(4)小组同学欲用下列步骤测定铁钉表面镀层的锌的质量。请选出正确操作并排序(实验只进行一次,操作不重复):
称取一定质量的铁钉,放入烧杯中→(   )→(   )→(   )→(   )→(   )
a.加过量浓硫酸
b.加过量稀硫酸
c.置于坩埚中,小火烘干
d.置于石棉网上,小火烘干
e.取出,用蒸馏水洗涤
f.搅拌,至气泡速率突然减小
g.用电子天平称量
h.用托盘天平称量
(5)测定 产品的纯度:将 固体研细,称取一定质量的产品至锥形瓶中,依次加入过量 固体、足量稀 ,振荡至充分反应,再用 标准溶液滴定剩余 至终点。
①下列关于实验过程的说法,正确的是   (填字母)。
A.先在滤纸上称量好 粉末,再倒入锥形瓶
B.配制 溶液时宜在棕色容量瓶中进行
C.“振荡至充分反应”时,锥形瓶须加塞密封
D.滴定时的指示剂是
E.滴定终点后仰视读数,会导致 纯度偏大
②读取滴定管中 溶液的示数时,因溶液颜色的干扰,凹液面最低点无法准确定位,此时可改为读取   处的示数。
(6)电解时的总化学方程式为   。
24.(2021·陈仓模拟)某工厂从废含镍有机催化剂中回收镍的工艺流程如图所示(已知废催化剂中含有 70.0%及一定量的 、 、 和有机物,镍及其化合物的化学性质与铁的类似,但 的性质较稳定)。回答下列问题:
已知:部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时的 如下表所示。
沉淀物
5.2 3.2 9.7 9.2
(1)滤渣a的成分是   ,用乙醇洗涤废催化剂的目的是   ,从废液中回收乙醇的方法是   
(2)为提高酸浸速率,可采取的措施有   (答一条即可)
(3)硫酸酸浸后所得滤液A中可能含有的金属离子是   ,向其中加入 的目的是   ,反应的离子方程式为   
(4)利用化学镀(待镀件直接置于含有镀层金属的化合物的溶液中)可以在金属、塑料、陶瓷等物品表面镀上一层金属镍或铬等金属,与电镀相比,化学镀的最大优点是   
(5)滤液C进行如下所示处理可以制得 。滤液C 溶液D
①操作X的名称是   
② 在强碱溶液中用 氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料— ,该反应的离子方程式是   
25.(2021·海口模拟)次磷酸钠(NaH2PO2)广泛应用于化学镀镍,次磷酸钠的生产与镀镍过程如下:
据此回答下列问题:
(1)红磷与黄磷之间的关系为   。
(2)次磷酸钠中磷元素的化合价为   。
(3)写出碱溶过程的化学反应方程式   ,该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为   。
(4)已知次磷酸钠中的 为四面体结构,请写出 的结构式   ,次磷酸钠NaH2PO2为    填“酸式盐”、“碱式盐”、“正盐” 。
(5)请简述化学镀镍的反应原理   。
26.(2022高二上·昌平期末)电镀是一种提高金属抗腐蚀能力的方法,某研究小组尝试利用下面的装置实现在铁钉上镀铜,以防止铁钉被腐蚀。
(1)I为碱性氢氧燃料电池装置示意图,电极a上发生的电极反应式是   ,电极b发生   反应(填“氧化”或“还原”)。
(2)II为铁钉镀铜装置示意图,结合装置I,铁钉应在   (填“c极”或“d极”),电镀过程中,溶液的浓度基本保持不变,请结合化学用语解释原因   。
(3)实际工业电镀铜过程中,常加入氯离子作为添加剂。适量的氯离子形成不溶于水的,在镀件表面有强吸附作用,形成一层致密的膜,阻碍铜的过快电沉积,从而使镀层更均匀、致密。
①写出镀件表面生成的电极反应:   。
②氯离子含量过多或过少均会对镀层效果产生影响,因此要测定电镀液中氯离子的含量。实验室中用以下方法原理测定氯离子的浓度:取的电镀液,向其中加入3-5滴的溶液,用的标准溶液进行滴定,至出现稳定的粉红色时消耗标准溶液。
资料:为粉红色沉淀。
测得电镀液中   。
③过量的可通过向电镀液中加入(微溶)固体除去,结合化学用语解释原因:   。
27.(2021高二上·丹东期末)
(1)Ⅰ如图所示,C、D、E和F均为惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F极附近显红色。
直流电源为乙醇()燃料电池,电解质溶液为溶液,则B电极的电极反应式为   。
(2)若甲中装有足量的硫酸铜溶液,工作一段时间后,停止通电,欲使溶液恢复到起始状态,可向溶液中加入____(填字母序号)。
A. B. C. D.
(3)欲用丙装置给铜镀银,则金属银应为   极(填“G”或“H”)。
(4)若丙装置用于粗铜精炼,反应一段时间后装置中硫酸铜溶液的浓度将   (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)Ⅱ.新冠疫情期间,某同学为解决环境卫生消毒问题,设计了一个电解装置,用于制备“84”消毒液的有效成分,
如图所示,则c为电源的   极;该发生器中发生反应的离子方程式为   。
(6)若电解过程中转移了电子,则膜两侧电解液的质量变化差为   g。
28.(2021高三上·汕尾期末)硫酸亚铁铵又称莫尔盐,其化学成分为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,在定量分析、电镀冶炼、医学等领域都有广泛用途。请回答下列问题:
(1)基态N原子的核外电子排布式为   。
(2)Fe元素位于元素周期表的   区,电负性大小:O   S(填“>”“<”或“=”)。
(3)SO的空间结构为   形,中心原子轨道的杂化方式为   。
(4)液氨中存在的分子间作用力包括   。
(5)H2O在不同条件下可得到不同结构的晶体,其中一种冰晶体的立方晶胞结构如下图所示:
①每个晶胞中所含的氢键数目为   ;
②设NA为阿伏加德罗常数的值,晶胞边长为anm,则晶胞密度为   g·cm-3。
29.(2021高二上·宁德期末)电化学原理在现实生活中有着十分广泛的应用。请回答下列问题:
(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述   (填装置序号)装置原理进行防护;装置③中总反应的离子方程式为   。
(2)电镀在工业上有着广泛的应用,可以镀锌、镀铜、镀金等。利用如图所示装置可以将铜牌变为银牌,即在铜牌表面电镀一层银,该电解池的阴极反应可表示为   。
(3)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。用乙醇燃料电池作为电源电解含的水溶液制备金属钴,其装置如图甲、乙。
①图乙中Co电极应连接乙醇燃料电池的   极(填“a”或“b”。
②图甲中a极上发生的电极反应是   。
③生成,Ⅰ室溶液质量理论上减少   g。
30.(2021高二上·嫩江期末)回答下列问题
(1)下列物质中可以作为燃料电池的负极反应物的是____
A.CH4 B.H2 C.CH3OH D.O2
(2)最新研制的一种新型乙醇电池示意图如图,电池的两极分别充入乙醇和氧气,用磺酸类离子作溶剂。
则电池工作时   (选填“a”或“b”)为负极,b 极的电极反应式为   。
(3)欲在某镀件上镀银,在大烧杯中加入电镀液(含AgNO3的溶液)。银片和待镀镀件分别做两极,其中待镀的镀件做   极,接通直流电源后几分钟,就看到镀件的表面镀上了一层银。银电极发生   反应,镀件上发生的电极反应式是:    。
31.(2020高二上·肇庆期末)一种甲烷燃料电池的工作原理如图所示。
(1)X电极为   (填“正极”或“负极”),该电极的电极反应式为   。
(2)放电过程中, 向   (填“X极”或“Y极”)移动。
(3)若用该燃料电池进行粗铜精炼,则M极连接的是   (填“粗铜”或“精铜”),N极的电极反应式为   。
(4)若用该燃料电池进行电镀铜,则N极连接的是   (填“镀件”或“精铜”),理论上每消耗 甲烷时,M极变化(增加或减少)的质量为   g。
32.(2020高三上·哈尔滨期末)Ni常被镀在金属制品上以保护金属不生锈。
(1)镀镍的方法有:方法Ⅰ: 电镀镍。以NiSO4为电镀液。
①待镀零件与电源   相连。
方法Ⅱ:化学镀。将待镀零件浸泡在含有Ni2+和H2PO2-的溶液中,在酸性等条件下发生下述反应:
(a)   Ni2++   H2PO2-+   →   Ni ++   H2PO3-+   ,
(b)6H2PO2-+ 2H+= 2P+ 4H2PO3-+ 3H2↑
上述反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金,从而达到化学镀镍的目的。
②写出并配平反应式(a)。
(2)LiNiO2是一种前景很好的锂离子电池正极材料。当温度高于850℃时,LiNiO2会分解。工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700~800℃制得 LiNiO2,该反应的化学方程式为   ,加热温度不宜过高的原因是   ,工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH,存在的缺点可能是   。
(3)以废旧二次电池为原料回收利用合成Ni(OH)2的工艺:
已知:酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+;Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14;
①“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去,反应历程如下:
i.5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+;
ii.   (用离子方程式表示)。
②调pH=5操作时,已知溶液中Ni2+浓度为2.0mol/L,则“滤渣II”中是否存在Ni(OH)2沉淀    (列式计算,并使用必要的文字说明)。
33.(2019高二上·日喀则期末)如下图所示的装置,C、D、E、F都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色。试回答以下问题:
(1)电极A是   。(填“正极”或“负极”)
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式    。
(3)若用惰性电极电解饱和NaCl溶液一段时间,当阳极产生56mL (标准状况下)气体,电解后溶液体积为500mL时,求所得溶液在25℃时的p=   。
(4)欲用丙装置给铜镀银。G应该是   (填“银”或“铜”),电镀液的主要成分是   (填化学式)
34.(2019高二上·吉林期末)已知:①甲为 CH4 和
O2 形成的燃料电池,电解质为固体电解质,能传导 O2-。
②乙中为
100 mL NaCl 溶液(足量),滴有酚酞,丙为 CuSO4 溶液。
③若
c、d 为惰性电极,通电时 c 电极附近首先出现红色。
请回答下列问题:
(1)b 处通入   (填“CH4”或“O2”),电极反应式为:   。
(2)当乙中
pH=13 时,a 处通入标准状况下   mL
的   气体(填“O2”或
“CH4”),c 电极的电极反应式为:   。
(3)若用丙装置在
Fe 上镀 Cu,则
e 为   (填“Fe”或“Cu”),若
e,f 为惰性电极, 写出电解反应的离子方程式:   。若 e,f 为惰性电极,丙中溶液为不饱和
Na2CO3 溶液, 则电解过程中pH   (填“变大”、“不变”或“变小”),原因是   。
35.(2016高二下·资阳期末)某研究性学习小组将甲、乙、丙装置连接如图,除G、H外所有电极均为惰性电极。电解一段时间后,D电极质量增加。试回答下列问题:
(1)电源A极是   极(填“正”或“负”);乙装置F电极附近的现象是   。
(2)欲用丙装置给铜镀银。G应该是   (填“Ag”或“Cu”)。
(3)如用甲醇燃料电池(如图)充当电源,写出负极的电极反应方程式:   ;若用丁装置(如图)代替乙装置,写出丁装置中反应的总化学方程式是   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】气体发生装置;实验装置综合;电镀
【解析】【解答】A.铜和浓硫酸反应需要加热,故A不符合题意;
B.应该向硝酸银溶液滴加氨水配制银氨溶液,故B不符合题意;
C.氯化氢可以抑制氯化镁的水解,氯化氢氛围中加热氯化镁晶体制取无水氯化镁,故C符合题意;
D.在铁上镀铜,镀层金属铜作阳极,镀件铁作阴极。因此,铁作阴极连接电源负极,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.铜和浓硫酸反应制取二氧化硫需要加热;
B.制备银氨溶液应将氨水滴加到硝酸银中;
C.氯化镁水解生成氢氧化镁和HCl,在HCl气流中加热氯化镁晶体可防止其水解;
D.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极。
2.【答案】B
【知识点】常用合成高分子材料的化学成分及其性能;电镀;层析法
【解析】【解答】A.航空航天工业中采用化学镀镍,电镀时镀件作阴极,发生还原反应,镍作阳极,发生氧化反应,故A不符合题意;
B.我国力争2060年前实现碳中和,用脱硫煤代替原煤作燃料不能减少二氧化碳的排放,不能实现碳中和,故B符合题意;
C.新冠疫情期间使用的抗原检测试纸,其检测原理是有机物分离方法中的层析法,故C不符合题意﹔
D.卡塔尔世界杯旗帜来自中国制造,其主要材质是透风性好、不易损坏的涤纶,故D不符合题意﹔
故答案为:B。
【分析】A.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,含有镀层金属离子的盐溶液作电解液;
C.层析法是利用样品中各组分的物理、化学性质的质的差别,使各组分以不同程度分布在两个相中,其中一个相为固定的(称为固定相),另一个相则流过此固定相(称为流动相)并使各组分以不同速度移动,从而达到分离的方法;
D.涤纶是具有透风性好、不易损坏的有机合成高分子材料。
3.【答案】C
【知识点】化学实验安全及事故处理;酸(碱)式滴定管的使用;电镀
【解析】【解答】A.酸性KMnO4溶液具有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管下部的橡皮管,所以应放在酸式滴定管内,A不符合题意;
B.饱和Na2S溶液不仅能吸收HCl气体,还能吸收H2S气体,B不符合题意;
C.在铁表面镀铜时,铁应作阴极,与电源的负极相连,铜作阳极,与电源正极相连,可溶性铜盐作电解质,C符合题意;
D.收集NH3时,采用向下排空气法,且出气导管口应插入试管的底部,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.强氧化性,酸性试剂应放在酸式滴定管内;
B.会与被提纯的物质反应;
C.依据电镀池的形成条件分析
D.利用气体的密度判断。
4.【答案】D
【知识点】同系物;电镀
【解析】【解答】A.该实验只能证明葡萄糖分子中含有醛基,但不能证明其与甲醛、乙醛等互为同系物,A不符合题意;
B.步骤Ⅰ中,AgNO3与氨水反应生成AgOH和NH4NO3,AgOH再溶于氨水生成Ag(NH3)2OH,所以溶液中不存在大量的Ag+,B不符合题意;
C.步骤Ⅱ中,若使用酒精灯直接加热,则反应速率过快,生成的银在试管内壁附着不均匀,且易脱落,C不符合题意;
D.银能与硝酸反应从而发生溶解,所以可用硝酸洗涤容器壁上的银,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
B.向试管中加入1mL2%AgNO3溶液,边振荡边滴加2%氨水至沉淀恰好完全溶解,得到氢氧化二铵和银络合物;
C.银镜反应要水浴加热。
5.【答案】C
【知识点】碳族元素简介;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;电镀;含碳化合物的性质和应用
【解析】【解答】A.氯气与氢气在光照下易爆炸,工业常在反应器中将氢气点燃,然后通入氯气进行反应生产盐酸,故A不符合题意;
B.通入氨的饱和溶液中生成沉淀,故B不符合题意;
C.控制合适的条件,可实现在铁皮表面电镀锡,故C符合题意;
D.隔绝空气高温分解,根据根据氧化还原反应规律,不可能元素化合价都升高,所以产物不可能是和,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、氢气和氯气光照下容易爆炸,工业不采用;
B、二氧化碳过量生成的是碳酸氢钠;
D、氧化还原反应有的化合价升高,有的降低,现在铁元素和氧元素化合价都升高,不符合氧化还原反应规律。
6.【答案】A
【知识点】硝酸的化学性质;蒸发和结晶、重结晶;电镀
【解析】【解答】A.硝酸钾溶解度受温度影响大,提纯含有少量的固体,可通过加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法,A符合题意;
B.氯离子和银离子生成不溶于稀硝酸的沉淀,取燃尽的火柴头加水浸泡,滴加溶液和稀硝酸,可检测火柴头中的氯元素,B不符合题意;
C.烘干时间过长,Fe会和空气中氧气反应导致质量差偏小,测定结果偏低,C不符合题意;
D.轻微烫伤时,可先用洁净的冷水洗涤伤处给皮肤降温,再涂烫伤药膏保护皮肤,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、硝酸钾的溶解度受温度影响比氯化钠大,所以应该采用的方法是加热浓缩,冷却结晶的方法。
7.【答案】C
【知识点】铜的电解精炼;电极反应和电池反应方程式;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由图可知,X电极跟电源的正极相连,X为电解池的阳极,氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,A项不符合题意;
B.精炼铜时,电解液为含Cu2+的溶液,粗铜除含有Cu外,还含有比铜活泼的锌、铁等杂质,锌、铁和铜在阳极发生氧化反应生成离子,而阴极上只有Cu2+得电子发生还原反应生成铜,则Z溶液中的Cu2+浓度减小,B项不符合题意;
C.由图可知,Y电极与电源的负极相连,Y为电解池的阴极。在铁片上镀铜时,铁片作阴极,铜作阳极,CuSO4溶液作电镀液。阴极发生还原反应:Cu2++2e-=Cu。当转移2mol电子时,根据电极反应式可知,此时阴极生成1molCu,即Y电极上增重64g。C项符合题意;
D.氯化铝为共价化合物,熔融时不导电,制取金属铝,采用的是电解熔融氧化铝的方法,故制取金属铝时,Z是熔融的氧化铝。D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.X连接的时阳极,阳极吸引氯离子个氢氧根离子,但氯离子先失去电子
B.电解精炼铜时,阳极用的是粗铜,粗铜里含有铁、铜、锌等金属,导致浓度减小
C.铁上镀铜,铜离子在阴极即铁片上得到电子即可计算出质量
D.一般制取金属铝,采用的是电解熔融的氧化铝
8.【答案】B
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;电镀
【解析】【解答】A.加热除汞,说明汞易挥发,A不符合题意;
B.将金溶于汞中制成“金汞漆”,然后加热汞挥发后留下金,整个过程中没有新物质生成,属于物理变化,B符合题意;
C.该鎏金工艺的原理是将金粉溶进液态的汞中,制成“金汞漆”,再加热将汞除去,可以用于金的富集,C不符合题意;
D.用电解的方法,铜做阴极,电解液中含有可溶性的含金离子,则可实现铜上镀金,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.加热可除汞,说明汞易挥发;
B.鎏金工艺中没有新物质生成;
C.鎏金工艺的原理是将金粉溶进液态的汞中,制成“金汞漆”,再加热将汞除去,可用于金的富集;
D.用含有金离子的电解质溶液,铜作阴极可实现铜上覆金。
9.【答案】C
【知识点】性质实验方案的设计;电镀
【解析】【解答】A.由分析可知,实验①时,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应,当溶液中氢离子浓度减小,反应和放电生成的铜覆盖铁电极,阻碍氢离子与铁接触,导致产生的气体减少,故A不符合题意;
B.由分析可知,实验①时,铁做电镀池的阴极,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜,可能发生的反应为,故B不符合题意;
C.由分析可知,铜离子在阴极得到电子发生还原反应,在阴极析出铜,但阳极发生Cu-2e-=Cu2+的反应,铜离子浓度不变,平衡不移动,故C符合题意;
D.由分析可知,实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子,使得溶液中铜离子浓度比①中要小,电解速率减慢,铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜,在铁表面得到比实验①更致密的镀层,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】实验①中,铁做电镀池的阴极,铁先与溶液中的氢离子、铜离子反应,生成的铜覆盖铁电极,阻碍氢离子和铁的反应,导致气体减少;实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子。
10.【答案】B
【知识点】溴乙烷的化学性质;蒸发和结晶、重结晶;探究铝热反应;电镀
【解析】【解答】A. 镀铜时,电解质溶液应为含铜离子的盐溶液,A项不符合题意;
B. 氧化铁和铝粉的混合物为铝热剂,用氯酸钾作助燃剂,镁条作引燃剂,发生铝热反应,B项符合题意;
C. 溶液加热会水解生成 和盐酸,盐酸易挥发,得到 , 受热生成 ,C项不符合题意;
D. 乙醇易挥发,挥发出的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能达到实验目的,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.应该是将电解质变为硫酸铜
B.可以发生铝热反应
C.应该不断的加入氯化氢防止氯化铁的水解
D.乙醇具有还原性,应该先通入水中再进行检验
11.【答案】D
【知识点】电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.甲装置为甲醚燃料电池,电解质显碱性,总反应为CH3OCH3+4OH-+3O2=2CO +5H2O,反应过程中消耗氢氧根,碱性减弱,pH减小,A不符合题意;
B.电解精炼铜时,阴极反应为Cu2++2e-=Cu,而阳极除了Cu反应还有比Cu活泼的金属如Zn、Fe等反应,所以乙装置中CuSO4溶液的浓度会发生改变,B不符合题意;
C.燃料电池中通入氧气的一极发生还原反应,为正极,电解质溶液显碱性,电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,C不符合题意;
D.电镀时,镀层金属阳离子在阴极发生还原反应生成金属单质,所以丙装置中实现铁片上镀铜,b 应为铁片,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】甲是原电池,乙是电解精炼铜,丙时电解池,甲中甲醚做负极原料发生氧化反应,并结合大量的氢氧根离子,氧气一端做正极,氧气得到电子发生还原反应,乙中粗铜中的金属失去电子,精铜极铜离子得到电子变成铜单质,导致铜离子浓度变小,丙中在b电极铜离子得到电子变成铜单质,铜离子浓度也减小。
12.【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.放电时生成Li2CO3,则锂电极为负极,放电时,电流从正极流向负极,即从电极Y经外电路流向电极X,A不符合题意;
B.放电时,X为负极,则充电时,电极X接外电源的负极相连作为阴极,阴极得电子,发生氧化反应,B符合题意;
C. 放电时,电极Y为正极,电极反应式为2CO2+O2+4Li++4e-=2Li2CO3,充电时阳极的电极反应式为放电是正极反应的逆反应,C不符合题意;
D.应用该电池电镀铜,若析出64gCu即1molCu,转移了2mol电子,根据电池放电时的总反应为 ,即转移2mol电子消耗1.5mol二氧化碳,理论上消耗标况下33.6LCO2,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.放电时,X做负极,Li失去电子,电子从X流出,Y做正极,氧气得到电子结合二氧化碳与锂离子生成碳酸锂,充电时,X做阴极,连接的是电源的负极,锂离子得到电子发生的是还原反应,Y做阳极,连接的电源的正极,碳酸锂失去电子变为锂、氧气、二氧化碳,发生的氧化反应,电镀铜,根据铜的量计算出转移电子数即可计算出二氧化碳的量
13.【答案】B
【知识点】电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】解:A.电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时有氢氧化钠生成,故A错误;
B.教材所示的铜锌原电池放电时,锌离子向正极铜移动,故B正确;
C.电镀时,电镀槽里的阳极材料失电子发生氧化反应,故C错误;
D.原电池和电解池连接时,电子从原电池负极流向电解池阴极,故D错误;
故选B.
【分析】A.电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电;
B.教材所示的铜锌原电池放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动;
C.电镀时电极是阴阳极而不是正负极;
D.原电池与电解池连接时,连接原电池负极的电极是电解池阴极.
14.【答案】A
【知识点】电解质在水溶液中的电离;电解原理;电镀
【解析】【解答】电离是自发过程,电镀、电治金和电解饱和食盐水需要在通电条件下才能实现,
故答案为:A。
【分析】电离是指电解质溶解于水或受热熔化,离解成可自由移动的离子的过程。电镀、电治金和电解饱和食盐水均为电解法,需要通电。
15.【答案】A
【知识点】探究影响化学反应速率的因素;制备实验方案的设计;电镀
【解析】【解答】A.在铁制品上镀铜时,Cu电极与电源正极连接,作阳极,铁制品与电源负极连接作阴极,含有Cu2+的CuSO4溶液作电镀液,能够达到电镀的目的,A符合题意;
B.浓硫酸中硫酸主要以分子存在,而在稀硫酸中硫酸电离产生H+、,二者的存在微粒不相同,因此不能探究浓度对反应速率的影响,B不符合题意;
C.电石中主要成分CaC2与水反应产生C2H2,及其中含有的杂质CaS与H2O反应产生H2S,二者都具有还原性,都可以被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色,因此不能检验乙炔具有还原性,C不符合题意;
D.NH4Cl溶液蒸发水分,随着加热使溶液温度升高,盐水解产生NH3·H2O、HCl,HCl挥发逸出,NH3·H2O分解产生NH3、H2O,因此不能采用该方法制备NH4Cl固体,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.在铁制品上镀铜时,镀层Cu作阳极、铁制品作阴极,硫酸铜作电解质溶液;
B.利用控制变量法探究某一因素对化学反应速率的影响时,应保证其他反应条件相同;
C.杂质气体H2S、生成的乙炔都能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
D.氯化铵固体受热分解生成氨气和HCl。
16.【答案】B
【知识点】电镀
【解析】【解答】要在铁钉上镀铜,则应Cu与电源正极相连,为阳极,失去电子,阴极为铁,接电源负极,电解质溶液应为含铜离子的盐溶液,
故答案为:B。
【分析】“铁钉镀铜”应该采用电镀的方法,镀层Cu作阳极、镀件铁钉作阴极,含有铜离子的可溶性盐溶液为电解质溶液。
17.【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电镀
【解析】【解答】A.生铁中含碳,容易形成碳铁原电池,加速铁的锈蚀,故抗腐蚀能力比纯铁弱,A不符合题意;
B.铁比锡活泼,用锡焊接的铁质器件,容易形成锡铁原电池,加速铁的锈蚀,故焊接处易生锈,B不符合题意;
C.电解精炼铜时,阴极铜离子发生还原反应,反应式为,C不符合题意;
D.在铁制品上镀铜时,镀件铁制品做阴极,连接电源的负极,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.形成原电池加速金属的腐蚀;
B.铁比锡活泼,形成锡铁原电池,加速腐蚀;
C.电解精炼铜时,阴极上铜离子得电子生成单质铜。
18.【答案】C
【知识点】电镀
【解析】【解答】电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,因此首饰内部和表面是不同金属,其制作工序才会涉及到电镀,根据上述首饰的材料可知沙金戒指需要电镀。
故答案为:C。
【分析】电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
19.【答案】B
【知识点】铜的电解精炼;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由电镀的原理可知,在镀件上电镀锌时,与直流电源正极相连的锌作电镀池的阳极,镀件作阴极,故A不符合题意;
B.若用活性电极铜作阳极电解饱和食盐水,铜会失去电子发生氧化反应生成铜离子,会与阴极放电生成的氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀,无法制得氢氧化钠,故B符合题意;
C.电解法精炼粗铜时,粗铜与直流电源正极相连作精炼池的阳极,纯铜作阴极,故C不符合题意;
D.地下钢管连接镁块,比铁活泼的镁做原电池的负极被损耗,钢管中的铁做正极被保护不被腐蚀,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据电镀的原理分析;
B.活性电极铜作阳极,阳极本身被氧化;
C.电解法精炼粗铜时,粗铜与直流电源正极相连作精炼池的阳极,纯铜作阴极;
D.镁比铁活泼,做原电池的负极。
20.【答案】C
【知识点】电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.电解是将电流通过电解质溶液或熔融态电解质(又称电解液) ,在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程,故A不选;
B.电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,故B不选;
C.电离是指电解质在水溶液或熔融状态下离解成带相反电荷并自由移动离子的一种过程,不需要通电,故C选;
D.电冶金是将电流通过熔融态电解质,在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程,生成金属单质,故D不选;
故答案为:C。
【分析】电离是指电解质在水溶液或熔融状态下离解成带相反电荷并自由移动离子的一种过程,不需要通电;电解,电镀,电冶金都需要外加电流;
21.【答案】A
【知识点】常见化学电源的种类及其工作原理;金属的电化学腐蚀与防护;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.铁制品上镀铜时,铜为阳极,铁为阴极,铜盐为电镀液,故A符合题意;
B.用惰性电极电解饱和食盐水时,电解池的阳极上Cl-比OH-优先失去电子,发生的电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,故B不符合题意;
C.铅酸蓄电池放电时,发生的反应是PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,硫酸不断被消耗,浓度不断变小,故C不符合题意;
D.外加电流法是利用电解原理,把被保护的钢铁设备作为阴极,用惰性电极作为辅助阳极,两者均在电解质溶液里,外加直流电源,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极;
B.Cl-比OH-还原性强,更易失去电子;
C.根据放电时的总反应分析;
D.保护的钢铁作阴极。
22.【答案】(1)Al2O3+2OH-=2+H2O;烧杯;量筒
(2)正;2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+、Al2O3+6H+=Al3++3H2O;电流不变时,氧化膜覆盖阳极表面,电阻增大
(3)2Al++14H+=2Cr3++2Al3++7H2O
(4)19.6
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;电解原理;电镀
【解析】【解答】(1)铝片表面除去油垢后,用2mol/LNaOH溶液在60~70℃下洗涤,除去铝表面薄氧化膜,即Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为:Al2O3+2OH-=2+H2O,用浓硝酸配制一定量的10%(质量分数)的HNO3溶液,需要的实验步骤为:计算、量取、稀释、装瓶,需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒和胶头滴管,故答案为:Al2O3+2OH-=2+H2O;量筒;烧杯;
(2)本电解的目的是将铝片电解氧化生成致密的氧化物保护膜,电解池中阳极发生氧化反应,则其中铝片接电源正极,产生氧化膜的电极反应式为氧化膜的生长过程可大致分为A、B、C三个阶段(如图所示),C阶段多孔层产生孔隙即生成有Al2O3保护膜,同时又被生成的H+消耗掉一部分Al2O3,从而形成多孔层产生空隙,该过程的离子反应方程式为2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+、Al2O3+6H+=Al3++3H2O,随着电解的进行氧化膜覆盖阳极表面厚度加厚,电阻增大,则为了保持电流不变,则A阶段电压需逐渐增大,故答案为:正;2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+、Al2O3+6H+=Al3++3H2O;电流不变时,氧化膜覆盖阳极表面,电阻增大;
(3)该变色反应即K2Cr2O7转化为了Cr3+,被还原,即Al参与该反应转化为Al3+,根据氧化还原反应配平可得,该反应的离子方程式为:2Al++14H+=2Cr3++2Al3++7H2O,故答案为:2Al++14H+=2Cr3++2Al3++7H2O;
(4)由题干可知,氧化膜的质量为:0.7654g-0.7442g=0.0212g,则氧化膜的体积为:=0.00785cm3,则氧化膜的厚度为:=0.00196cm=19.6um,故答案为:19.6。
【分析】(2)在铝表面电镀氧化膜,所以铝做正极,电压增大是由于生成氧化膜,导致电阻增大,电压增大
(3)利用重铬酸根与铝发生反应,出现显色时间越晚,说明氧化膜耐腐蚀性越好
23.【答案】(1)
(2)B;D
(3)溶液酸性强有利于充分氧化 、氧化时消耗 可减少 用量
(4)b;f;e;d;g
(5)BCD;凹液面最高点
(6)
【知识点】电极反应和电池反应方程式;物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)滤渣中加NaOH溶液可分离铁和铝,氢氧化铝溶解,反应的化学方程式是 。
(2)A.根据以上分析可知可从步骤②的滤渣中回收S,A不正确;
B.步骤⑤, 用来调节pH,所以可换成 ,B正确;
C.在铁上镀锌,则步骤⑥中Fe作阴极,阳极上Mn2+发生失电子的氧化反应生成二氧化锰,阳极材料不能选择Fe,C不正确;
D.多次过滤分离,提高原料的利用率,所以可提高矿石利用价值,D正确;
故答案为:BD。
(3)根据已知可知 的氧化性与溶液pH有关,溶液酸性强有利于充分氧化 ,且氧化时消耗 可减少 用量,所以除杂时先加 后加 ;
(4)称取一定质量的铁钉,放入烧杯中,加过量稀硫酸溶解表面的锌,搅拌,至气泡速率突然减小,此时说明锌恰好完全反应,然后取出,用蒸馏水洗涤,置于石棉网上,小火烘干,得到铁,最后用电子天平称量即可,正确的顺序是称取一定质量的铁钉,放入烧杯中→b→f→e→d→g;
(5)①A.应该直接在锥形瓶中称量 粉末,A不正确;
B.高锰酸钾易分解,配制 溶液时宜在棕色容量瓶中进行,B正确;
C.由于亚铁离子易被氧化,所以“振荡至充分反应”时,锥形瓶须加塞密封,C正确;
D.酸性高锰酸钾溶液显紫红色,滴定时的指示剂是 ,D正确;
E.滴定终点后仰视读数,读数偏大,导致剩余的亚铁离子的量增加,所以会导致 纯度偏小,E不正确;
故答案为:BCD;
②读取滴定管中 溶液的示数时,因溶液颜色的干扰,凹液面最低点无法准确定位,此时可改为读取凹液面最高点处的示数。
(6)阴极锌离子放电,阳极锰离子放电生成二氧化锰,则电解时的总化学方程式为 。
【分析】酸浸时发生反应之一为 ,据此可判断硫化铜也溶解转化为硫酸铜,硫化锌、氧化铝直接和硫酸反应而溶解,过滤得到的滤液中加入适量锌粉置换出铜,再过滤,向滤液中加入适量 氧化溶液中的亚铁离子,然后加入碳酸锰调节pH沉淀铁离子和铝离子,所得滤液电解得到二氧化锰和镀锌铁皮,据此解答。
24.【答案】(1);溶解、除去有机物;蒸馏
(2)将废催化剂粉碎或适当地提高硫酸的浓度或升高浸泡时的温度
(3) 、 、 ;加入 的目的是将 氧化为 ,有利于分离;
(4)不消耗电能,节约能源
(5)蒸发结晶;
【知识点】氧化还原反应;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯;电镀
【解析】【解答】(1)由分析可知,滤渣a的成分是二氧化硅,用乙醇洗涤废催化剂的目的是溶解、除去废催化剂表面的有机物;可以利用乙醇与废液中沸点不同,题给蒸馏的方法从废液中回收乙醇,故答案为: ;溶解、除去有机物;蒸馏;
(1)将废催化剂粉碎,增大反应物的接触面积,或适当地提高硫酸的浓度,或升高浸泡时的温度等措施均可以提高酸浸速率,故答案为:将废催化剂粉碎或适当地提高硫酸的浓度或升高浸泡时的温度;
(3)由分析可知,硫酸酸浸后所得滤液A中含有硫酸镍、硫酸铝、硫酸铁,则溶液中含有的金属阳离子为 、 、 ;向滤液A中加入过氧化氢溶液的目的是保温条件下将亚铁离子氧化为铁离子,便于调节溶液pH时,将铁离子转化为沉淀除去,反应的离子方程式为 ,故答案为: 、 、 ;加入 的目的是将 氧化为 ,有利于分离; ;
(4)与电镀相比,化学镀的最大优点是不消耗电能,节约能源,故答案为:不消耗电能,节约能源;
(5)①由题给流程可知,酸化后的硫酸镍溶液经蒸发结晶得到七水硫酸镍晶体,故答案为:蒸发结晶;
②由题意可知,生成碱式氧化镍的反应为碱性条件下,硫酸镍溶液与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应生成碱式氧化镍沉淀、硫酸钠、氯化钠和水,反应的离子方程式为 ,故答案为: 。
【分析】由题给流程可知,用乙醇洗涤将废催化剂表面的有机物溶解、除去后,用稀硫酸酸浸废催化剂,废催化剂中的铝、铁、镍与稀硫酸反应生成可溶性的硫酸盐,二氧化硅不与稀硫酸反应,过滤得到含有二氧化硅的滤渣a和含有稀硫酸、可溶性硫酸盐的滤液A;向滤液A中加入过氧化氢溶液,保温条件下将亚铁离子氧化为铁离子得到滤液B;向滤液B中加入氢氧化镍调节溶液pH,使溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣b和含有硫酸镍的滤液C;向滤液C中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH为9.2,将镍离子转化为氢氧化镍沉淀,过滤得到氢氧化镍;氢氧化镍经灼烧、还原得到金属镍。
25.【答案】(1)同素异形体
(2)+1
(3)P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑;1:3
(4);正盐
(5)次磷酸钠作为还原剂将硫酸镍中的镍还原成金属单质,沉积在镀件表面。
【知识点】同素异形体;电镀;化合价与化学式
【解析】【解答】(1)红磷与黄磷都是磷的两种单质,两者之间的关系为同素异形体;故答案为:同素异形体。
(2)根据化合价钠为+1价、氢为+1价、氧为 2价,得到次磷酸钠(NaH2PO2)中磷元素的化合价为+1;故答案为:+1。
(3)P4和NaOH溶液反应生成NaH2PO2和PH3,因此碱溶过程的化学反应方程式P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑,磷既是氧化剂又是还原剂,有3个磷化合价升高,有1个磷化合价降低,因此该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:3;故答案为:P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑;1:3。
(4)根据次磷酸钠中的 为四面体结构,则 的结构式 ,次磷酸钠NaH2PO2中两个氢都不能电离,因此该盐为正盐;故答案为: ;正盐。
(5)化学镀镍是硫酸镍和次磷酸钠反应,镍化合价降低,次磷酸钠化合价升高,的反应原理次磷酸钠作为还原剂将硫酸镍中的镍还原成金属单质,沉积在镀件表面;故答案为:次磷酸钠作为还原剂将硫酸镍中的镍还原成金属单质,沉积在镀件表面。
【分析】(1)根据红磷和黄磷均是有磷元素形成的磷单质,即可判断互为同素异形体
(2)根据钠和氧元素的化合价结合代数和为0即可计算出磷元素的化合价
(3)根据反应物和生成物即可写出方程式即可找出氧化剂与还原剂的物质的量之比
(4)根据为四面体结构即可写出结构式,根据结构式即可判断出其为正盐
(5)化学镀镍是利用氧化还原反应的原理进行将镍元素变为镍单质
26.【答案】(1)H2+2OH--2e-═2H2O;还原
(2)d极;铁钉镀铜时,Cu做阳极,Cu在阳极上失去电子发生氧化反应生成Cu2+,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,Fe片做阴极,Cu2+在阴极得到电子发生还原反应生成Cu,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,电镀过程中,阳极消耗Cu和阴极析出Cu的物质的量相等,所以c(Cu2+)基本不变
(3)Cu2++Cl-+ e-=CuCl;;向电镀液中加入微溶的Ag2SO4固体,溶液中Cl-与Ag2SO4固体发生反应:2Cl—(aq)+ Ag2SO4(s)=2AgCl(s)+ SO(aq),溶液中Cl-转化为难溶的AgCl
【知识点】化学电源新型电池;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)由图可知,I为碱性氢氧燃料电池,通入氢气的电极a为燃料电池的负极,碱性条件下,氢气失去电子发生氧化反应生成氢氧根离子,电极反应式为H2+2OH--2e-═2H2O,通入氧气的电极b为正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,故答案为:H2+2OH--2e-═2H2O;还原;
(2)铁钉镀铜时,铜做阳极,铜在阳极上失去电子发生氧化反应生成铜离子,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,铁片做阴极,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,电镀过程中,阳极消耗铜和阴极析出铜的物质的量相等,所以溶液中铜离子浓度基本不变,故答案为:铁钉镀铜时,Cu做阳极,Cu在阳极上失去电子发生氧化反应生成Cu2+,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,Fe片做阴极,Cu2+在阴极得到电子发生还原反应生成Cu,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,电镀过程中,阳极消耗Cu和阴极析出Cu的物质的量相等,所以c(Cu2+)基本不变;
(3)①由题意可知,镀件表面生成氯化亚铜的电极反应为铜离子在氯离子作用下得到电子发生还原反应生成氯化亚铜,电极反应式为Cu2++Cl-+ e-=CuCl,故答案为:Cu2++Cl-+ e-=CuCl;
②由题意可知,以铬酸钾为指示剂,滴定消耗V1mLc1mol/L的硝酸银溶液,则溶液中氯离子的浓度为=mol/L,故答案为:;
③向电镀液中加入硫酸银固体除去氯离子的反应为硫酸银与溶液中过量的氯离子反应生成溶解度更小的氯化银和硫酸根离子,反应的离子方程式为2Cl-(aq)+ Ag2SO4(s)=2AgCl(s)+ SO(aq),故答案为:向电镀液中加入微溶的Ag2SO4固体,溶液中Cl-与Ag2SO4固体发生反应:2Cl-(aq)+ Ag2SO4(s)=2AgCl(s)+ SO(aq),溶液中Cl-转化为难溶的AgCl。
【分析】(1)燃料电池中,燃料在负极失电子,发生氧化反应,氧气在正极得电子,发生还原反应;
(2)电镀池中镀层金属作阳极、镀件作阴极,含有镀层金属离子的溶液作电镀液。利用“金属搬家”判断;
(3)①铜离子在氯离子作用下得到电子发生还原反应生成氯化亚铜;
②依据关系式法计算;
③依据沉淀转化判断。
27.【答案】(1)
(2)B;D
(3)G
(4)减小
(5)负;(或;)Ⅲ.化学在环境保护中起着十分重要的作用,电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染,电化学降解的原理如图所示。
(6)28.8
【知识点】电极反应和电池反应方程式;离子方程式的书写;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)将电源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F极附近显红色,可知F极为阴极,则B为电源的负极,A为正极,B电极上 失电子生成碳酸根离子,电极反应为: ,故答案为: ;
(2)甲中装有足量的硫酸铜溶液,电解时发生反应为:
,由电极反应可知电解后可加CuO或碳酸铜恢复,故答案为:BD;
(3)用丙装置给铜镀银,镀件做阴极,镀层金属做阳极,则金属银应为G,故答案为:G;
(4)丙装置用于粗铜精炼,开始阶段阳极粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等优先于Cu失电子,而此时溶液中铜离子在阴极得电子生成Cu,导致电解质溶液的浓度减小,故答案为:减小;
(5)由装置特点可知,为得到次氯酸钠,下端电极应生成氯气,上端电极生成NaOH,氯气向上扩散与上端生成的NaOH充分接触反应生成次氯酸钠,故c应为负极,d应为正极,该装置中发生的反应为:
(或

),故答案为:
(或

);
(6)由图可知右侧电极发生反应:
,反应中右侧电解损失的质量为氮气的质量,每转移4mol电子生成0.4mol氮气,质量为11.2g;左侧电极反应为:
,每转移4mol电子生成1mol氧气,电解质损失质量为32g,同时有4mol氢离子由左侧进入右侧,则


,故答案为:28.8;
【分析】(1)首先需要确定电源的正、负极。乙中为电解饱和食盐水,F极附近显红色,说明F极发生反应:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,即F极为阴极,所以B为负极,A为正极。B极失电子,发生氧化反应,电极反应式为:
(2)甲中为电解CuSO4溶液: 。恢复到起始状态,说明加入的物质与H2SO4能反应生成CuSO4和H2O,且生成的n(CuSO4)和n(H2O)之比为1:1。
(3)给铜镀银,说明铜电极上发生反应:Ag++e-=Ag;银电极上发生反应:Ag-e-=Ag+,即银电极为阳极。
(4)粗铜精炼中,阳极粗铜中电极反应有:Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Cu-2e-=Cu2+等;阴极反应有Cu2++2e-=Cu。根据得失电子守恒,Cu2+得电子数大于Cu失电子数,所以硫酸铜溶液的浓度减小。
(5)该电解装置为电解饱和食盐水,阴极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。“84”消毒液的有效成分是NaClO,NaClO可由电解生成的Cl2与NaOH反应得到,为了使反应充分,Cl2可由下端电极产生,所以d为正极,c为负极。
(6)首先需要写出左、右两极的电极反应式,根据转移的电子的物质的量,分别算出左、右两极电解液的质量变化,然后进一步解答。
28.【答案】(1)1s22s22p3
(2)d;>
(3)正四面体;sp3
(4)氢键、范德华力
(5)4;
【知识点】晶胞的计算;含有氢键的物质;原子结构示意图;结构式;电镀
【解析】【解答】(1)N元素的原子序数为7,核外有7个电子,其核外电子排布式为1s22s22p3;答案为1s22s22p3。
(2)Fe元素的原子序数为26,核外有26个电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则Fe元素位于元素周期表的第四周期第VⅢ族,价电子3d64s2,为周期表中的d区;O、S属于同主族元素,从上而下,非金属性依次减弱,原子序数O<S,非金属性O>S,元素的非金属性越强其电负性越大,则电负性O>S;答案为d;>。
(3)中中心原子S原子价层电子对个数=4+=4+0=4,且不含孤电子对,则的空间结构为正四面体形,中心S原子轨道的杂化方式为sp3杂化;答案为正四面体;sp3。
(4)液氨中NH3分子间除了范德华力外,NH3分子间还可以形成氢键,所以液氨中存在的分子间作用力包括氢键、范德华力;答案为氢键、范德华力。
(5)①由题中晶胞结构可知,H2O分子中一个O可以与2个水分子形成氢键,一个H与一个水分子形成氢键,所以每个晶胞中所含的氢键数目为4;答案为4。
②由题中晶胞结构可知,H2O分子位于顶点和体心,则1个晶胞中含有H2O的数目为8×+1=2个,一个晶胞的质量为m=,晶胞的体积为V=(a×10-7cm)3,则晶胞密度为ρ=== g·cm-3;答案为。
【分析】(1)考查电子轨道排布规律,灵活运用相关知识。
(2)考查元素周期表的位置及相关规律。
(3)硫酸根为正四面体结构。
(4)液氨中除了分子间的范德华力外,还有氨气分子间的氢键。
(5)一个氧原子可以和两个水分子形成氢键,一个氢原子可以和一个水分子形成氢键。数出晶胞中水分子的个数,注意顶点位置只有八分之一,算出晶胞体积,即可计算出晶胞密度。
29.【答案】(1)②③;2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
(2)Ag++e-=Ag
(3)a;C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+;18
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池;原电池工作原理及应用;电镀
【解析】【解答】(1)装置①中Fe比Cu活泼,形成原电池后Fe为负极被氧化,无法防止Fe被腐蚀;装置②中Fe不如Zn活泼,形成原电池后Zn作负极被氧化,Fe被保护;装置③中Fe为原电池的阴极,Fe电极发生还原反应,Fe不会被氧化,综上所述为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述②③;装置③中阳极为石墨电极,所以是溶液中的氯离子被氧化为氯气,Fe电阴极,水电离出的氢离子被还原为氢气,总反应为2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2↑+H2↑;
(2)该电解池的目的是在镀件上镀银,所以阴极发生的反应为Ag++e-=Ag;
(3)①燃料电池中通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极,即a为负极,b为正极;图乙所示电解池的目的是电解含Co2+ 的水溶液制备金属钴,所以Co电极上的反应应为Co2++2e-=Co,即Co电极为阴极,所以连接乙醇燃料电池的a极;
②a电极上乙醇失电子被氧化,工作过程中有质子移动,电解液应为酸性,所以乙醇被氧化生成二氧化碳,根据电子守恒、元素守恒可得电极反应为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+;
③根据电极反应Co2++2e-=Co可知,生成1molCo,转移2mol电子,I室为阳极室,电极反应为2H2O-4e-= O2↑+4H+,生成的H+又会迁移到Ⅱ室,所以转移2mol电子时,I室中减少1mol水,质量为1mol×18g/mol=18g。
【分析】(1)装置①中Fe比Cu活泼,形成原电池后Fe为负极被氧化,无法防止Fe被腐蚀;装置②中Fe不如Zn活泼,形成原电池后Zn作负极被氧化,Fe被保护;装置③中Fe为原电池的阴极,Fe电极发生还原反应,Fe不会被氧化;装置③中阳极为石墨电极,所以是溶液中的氯离子被氧化为氯气,Fe为阴极,水电离出的氢离子被还原为氢气;
(2)该电解池的目的是在镀件上镀银,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;
(3)①燃料电池中通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极;图乙所示电解池的目的是电解含Co2+的水溶液制备金属钴,所以Co电极上的反应应为Co2++2e-= Co;
②a电极上乙醇失电子被氧化,工作过程中有质子移动,电解液应为酸性,所以乙醇被氧化生成二氧化碳;
30.【答案】(1)A;B;C
(2)a;O+4H++4e-=2H2O
(3)阴;氧化;Ag++e-=Ag
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电镀
【解析】【解答】(1)可以作为燃料电池的负极反应物应具有还原性,负极充燃料,正极充氧化剂,ABC都是燃料具有还原性,故答案是:ABC;
(2)电池的两极分别充入乙醇和氧气形成原电池反应时乙醇被氧化应为负极;b为正极,正极发生 O+4H++4e-=2H2O因此,故答案是:a;O+4H++4e-=2H2O
(3)电镀时镀件为阴极银为阳极,被氧化,阴极发生Ag++e-=Ag因此,故答案是:阴;氧化;Ag++e-=Ag
【分析】燃料电池中,通入燃料的一极为负极,负极发生氧化反应,通入氧气的一极为正极,正极发生还原反应;电镀时镀件为阴极银为阳极。
31.【答案】(1)负极;
(2) 极
(3)粗铜;
(4)镀件;256
【知识点】铜的电解精炼;电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电镀
【解析】【解答】(1)由图可知 电极上,甲烷被氧化为二氧化碳,故为负极,该电极的电极反应式为 ,故答案为:负极; ;
(2)放电过程中,阳离子向正极移动,故 向正极移动,即向 极移动,故答案为: 极;
(3)若用该燃料电池进行粗铜精炼, 极与正极相连,所以 极为阳极,连接的是粗铜,而阴极的电极反应式为 ,故答案为:粗铜; ;
(4)若用该燃料电池进行电镀铜,则 极(阴极)连接的是镀件,理论上每消耗 甲烷时转移 ,根据得失电子守恒可知阳极,消耗Cu的物质的量为4mol,减少的质量为 ,故答案为:256。
【分析】(1)X处通入的甲烷转化为CO2,说明X电极为负极,电极反应式为CH4 8e +2H2O=CO2↑+8H+;
(2)原电池中阳离子向正极移动,Y电极为正极;
(3)粗铜精炼时,粗铜作阳极,与电源的正极(Y电极)相连 ,纯铜作阴极,溶液中的铜离子得电子;
(4)电镀铜时镀件作阴极,与电源负极(X电极)相连,根据电子转移的关系式CH4~8e-~4Cu计算。
32.【答案】(1)负极;2;1;1H2O;2;1;2H+
(2)4Ni(OH)2+4LiOH+O2 4LiNiO2+6H2O;防止温度高于850℃时LiNiO2分解;产生氮氧化物,污染环境
(3)2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+;pH=5,滤液中c(OH-)=10-9mol/L,Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18<Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14,故无Ni(OH)2沉淀产生。
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;电镀
【解析】【解答】(1)①电镀镍的过程中Ni2+要在镀件上被还原生成Ni单质,所以镀件为阴极,与电源负极相连;②根据题目给出的部分反应物和生成物可知该过程中Ni2+被还原成Ni+,化合价降低1价,H2PO2-被氧化成H2PO3-,化合价升高2价,所以二者的系数比为2:1,结合元素守恒可知方程式为2Ni2++1H2PO2-+1H2O=2Ni++1H2PO3-+2H+;(2)已知反应物有Ni(OH)2与LiOH,产物为LiNiO2,该过程中Ni元素被氧化,根据“在空气流中加热”可知氧化剂应为氧气,结合电子守恒和元素守恒可得方程式为:4Ni(OH)2+4LiOH+O2 4LiNiO2+6H2O;根据题目信息可知温度高于850℃时LiNiO2分解;LiNO3中硝酸根具有氧化性,反应中硝酸根被还原会生成氮氧化物污染环境;(3)氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去,反应i中锰元素转化为MnO4-,需要将其还原得到MnO2,根据各元素价态变化规律和元素守恒可知该过程中MnO4-和Mn2+发生归中反应,方程式为2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+;(4)pH=5,滤液中c(OH-)=10-9mol/L,Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18<Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14,故无Ni(OH)2沉淀产生。
【分析】废旧二次电池加入硫酸,结合题目信息可知,酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+,过滤得到残渣I为炭粉;滤液中加入NiO调节溶液pH,使溶液中Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,过滤分离出滤渣II为Al(OH)3、Fe(OH)3,氧化除去锰离子,过滤分离出滤渣III为MnO2,滤液中加NaOH生成Ni(OH)2.过滤分离得到Ni(OH)2,以此来解答。
33.【答案】(1)正极
(2)CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4
(3)12
(4)银;AgNO3
【知识点】pH的简单计算;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)F电极附近显红色,说明F电极附近反应生成OH-,因此F电极的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,因此F电极为阴极,E电极为阳极,则A电极为正极,B电极为负极;
(2)甲装置为电解CuSO4溶液,电解过程中,C电极为阳极,水电离产生的OH-在阳极发生失电子的氧化反应生成O2;Cu2+在阴极发生得电子的还原反应,生成Cu;因此该电解反应的总化学方程式为:CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4;
(3)电解NaCl溶液时阳极产生的为Cl2,其物质的量,电解NaCl的总反应为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,因此反应生成n(NaOH)=2n(Cl2)=0.005mol;因此电解后所得溶液中,则溶液中,故溶液的pH=12;
(4)利用丙装置给铜镀银,则铜为镀件,做阴极,与电源的负极相连,因此H为镀件铜;镀层金属为阳极,与电源的正极相连,因此G为银;电镀液的主要成分应为含有镀层金属银的盐溶液,故电镀液的主要成分为AgNO3溶液;
【分析】(1)根据F电极附近显红色,确定电解池的阴阳极,从而确定电源的正负极;
(2)根据电解CuSO4溶液的电极反应确定电解反应的总反应;
(3)电解NaCl溶液时阳极产生的为Cl2,根据公式计算n(Cl2),结合电解总反应计算反应生成c(OH-),从而得出溶液的pH值;
(4)电镀过程中,镀件作为阴极,镀层金属作为阳极,电解质溶液用含有镀层金属的盐溶液;
34.【答案】(1)CH4;CH4-8e-+4O2- ═ CO2+2H2O
(2)56;O2;2H++2e- ═ H2↑
(3)Fe;2Cu2++2H2O ═ 2Cu+O2↑+4H+;变大;电解 Na2CO3 溶液即电解水,使 Na2CO3 溶液浓度变大
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)结合以上分析可知,b电极为原电池的负极,发生氧化反应,应该通入甲烷气体,电极反应式为:CH4-8e-+4O2- ═ CO2+2H2O; 综上所述,本题答案是:CH4;CH4-8e-+4O2- ═ CO2+2H2O。
(2) 惰性电极,通电时电解饱和食盐水,总反应为:2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+ H2↑;从反应可知,反应转移电子为2mol,生成氢氧化钠2mol;pH=13的NaOH溶液,c(OH-)=c(NaOH)=0.1mol/L;n(NaOH)= 0.1mol/L×0.1L=0.01 mol,转移电子0.01mol;c 电极为电解池的阴极,氢离子在此极得电子生成氢气,电极反应式为:2H++2e-═ H2↑; a 电极为原电池的正极,氧气在此极得电子,极反应为:O2+4e-=2O2-,根据串联电路中电子转移总量相等规律可知,正极消耗氧气的量为0.0025mol,体积为0.0025×22.4=0.056L=56mL;综上所述,本题答案是:56 ;O2 ;2H++2e- ═ H2↑。
(3) Fe 上镀 Cu,铁做阴极,铜做阳极,所以e 为Fe;
若 e,f 为惰性电极,电解硫酸铜溶液,阴极生成铜,阳极产生氧气和硫酸,电解的总反应为:2Cu2++2H2O ═ 2Cu+O2↑+4H+;若 e,f 为惰性电极,Na2CO3 水解显碱性,电解不饱和 Na2CO3 溶液,相当于电解水,溶剂的量减小,碳酸钠溶液的浓度增大,碱性增强,pH变大;综上所述,本题答案是:Fe ;2Cu2++2H2O ═ 2Cu+O2↑+4H+; 变大;电解 Na2CO3 溶液即电解水,使 Na2CO3 溶液浓度变大。
【分析】根据③若 c、d 为惰性电极,通电时电解饱和食盐水, c 电极附近首先出现红色,酚酞遇碱变红,说明此极附近溶液显碱性,有氢氧根离子产生,溶液中的氢离子得电子生成氢气,c 电极为电解池的阴极,与原电池的负极相连;该原电池为甲烷的燃料电池,甲烷在负极发生氧化反应,氧气在正极发生还原反应,所以b电极为负极,a电极为正极;f电极与a电极相连,为电解池的阳极,e为阴极,d为阳极,c 为阴极;据此结合题干深进行作答。
35.【答案】(1)正;溶液变红
(2)Ag
(3)CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;NaCl+H2O NaClO+H2↑。
【知识点】原电池工作原理及应用;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)D电极质量增加,此电极反应式为Cu2++2e-=Cu,根据电解原理,阳离子在阴极上得电子,因此C为阳极,D为阴极,阳极跟电源的正极相连,A为正极,B为负极,此电路是串联电路,E为阳极,F为阴极,F电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,酚酞遇碱变红;
(2)G为阳极,H为阴极,电镀中待镀金属作阴极,镀层金属作阳极,因此是G为银;
(3)充燃料的一极为负极,电解质为NaOH溶液,因此电极反应式为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;E电极反应式Cl-2e-=Cl2↑,F电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,因此总反应方程式为:NaCl+H2O NaClO+H2↑。
【分析】(1)质量增加的为阴极,阴极连接的是电源的负极,
F为阴极得电子 即水中的氢得到电子变成氢气,释放出氢氧根,溶液显碱性,能使酚酞溶液变红
(2)电镀时,镀件(Cu)做阴极,镀层(Ag)做阳极。
(3)易错点:电解质为KOH溶液,因此甲醇的氧化产物不是二氧化碳,而是碳酸根。
能代替乙装置,说明反应是氧化还原反应。则一定有化合价的变化。

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