化学竞赛-10

高一化学竞赛练习(10)第一题选择题（共40分，每一小题有一个或两个选项符合题意）1．在电解水的实验中，为了增强导电性，可以加入的电解质是A.NaClB.AgNO3C.KOHD.CuSO42．以惰性电极电解CuSO4溶液，阳极上产生0.010mol气体，则阴极上析出Cu（）A.0.64gB.1.28gC.2.56gD.5.12g3．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，（）会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是A．铅笔端作阳极，发生还原反应B．铂片端作阴极，发生氧化反应C．铅笔端有少量的氯气产生D．a点是负极，b点是正极4．三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是（）A．可用铁作阳极材料B．电解过程中阳极附近溶液的pH升高C．阳极反应方程式为：2Cl－－2e－＝Cl2D．1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子5．某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是（）A．电解过程中，铜电极上有H2产生B．电解初期，主反应方程式为：Cu+H2SO4电解CuSO4+H2↑C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大6．用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中进行电解。当电解质溶液的pH从6.0变为3.0时电极上析出银的质量是(设电解时阴极没有氢气析出，且电解质溶液的体积变化可忽略)A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg7．向水中加入等物质的量Ag+、Na+、Pb2+、Cl-、SO42-、NO3-，用惰性电极电解所得溶液，一段时间后氧化产物与还原产物物质的量之比为A.8:1B.2:1C.1:1D.1:28．将含0.4molCuSO4和0.4molNaCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到0.3mol铜，在另一个电极上析出气体(标准状况下)的体积是A．5.6LB．6.72LC．13.44LD．11.2L9．将两支质量分别为m1g和m2g的银棒作为电解池的阳极和阴极，电解AgNO3溶液，通电ts钟后，阴极增重至mg，若电流强度为IA，则阿伏加德罗常数NA可表示为D219A2119A119A219A106.1108.D106.12.C106.1108.B106.12108.AmmItNmmItNmmItNmmItN10．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+)（）A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+＋2e－＝NiB．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt第二题(18分)某氯碱工厂日产质量分数40%的烧碱溶液2t。（1）写出电解饱和食盐水的电极反应式：阳极：_________________________；阴极：___________________________。总反应的离子方程式为______________________________________________。（2）计算该工厂日消耗食盐________t.（3）该工厂每天产生的氢气和氯气都制成盐酸，转化率为90%，则该厂日产溶质的质量分数为36.5%的盐酸________t.（4）已知电子电量为1.6×10-19C，该厂电解食盐水日消耗总电量理论上约为________C.第三题(12分)有一硝酸盐晶体，其化学式表示为M(NO3)x·nH2O，其摩尔质量为242g/mol。取1.21g这种晶体溶于水，制成100mL溶液，将此溶液用惰性电极进行电解，当电路中通过0.01mol电子时，溶液中的金属离子全部析出，在阴极得到0.32g金属。（1）电解过程中，阳极的电极反应式为____________________________________。（2）金属M的相对原子质量为__________；（3）该硝酸盐晶体的化学式为__________；（4）将电解后的溶液稀释至1000mL，溶液的pH为__________。第四题(18分)Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是。电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。a.NaOHb.Znc.Fed.NH3·H2O（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为。第五题(12分)（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。理论上k＝______________________________________（要求计算表达式和结果）;（2）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。①图中X、Y分别是_________、___________（填化学式）②分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小:________________。参考答案：第一题（每小题6分，共60分）1.C2.B3.D4.CD5.BC6.B7.D8.A9.D10.D第二题(18分)（1）2Cl－－2e－=Cl2↑；2H++2e－=H2↑2Cl-+2H2O电解2H2↑+Cl2↑+2OH-（2）1.17（3）1.8（4）1.93×109第三题(12分)（1）4OH--4e-==O2↑+2H2O（2）64；（3）Cu(NO3)2•3H2O（4）2第四题(18分)（1）Zn；正极（2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；b（3）2H++2e-→H2；87g第五题(12分)（1）k=M(Cl2)/2M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89（2）①Cl2H2②a％小于b％31.（8分）（化学－化学与技术）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O3750~970℃通电，Na3AlF64Al+3O2↑请回答下列问题：（1）冰品石（Na3AlF6）的作用是。（2）电解生成的金属铝是在熔融液的（填“上层”或“下层”）。（3）阴极和阳极均由材料做成；电解时所消耗的电极是（填“阳极”或“阴极”）。（4）铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成（填代号）。a.冰品石b.氧化铝c.铝锭d.硫酸铝【答案】（1）降低Al2O3的熔化温度（2）下层（3）碳棒（或石墨）阳极（4）c【解析】Al2O3的熔点很高，熔化得需要较多能量，加入助熔剂就可节约能量，降低熔化温度（2）由于冰晶石（Na3AlF6）与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层。（3）电解时阳极的碳棒被生成的氧气氧化。（4）电解产生的铝要尽量以单质形式存在，所以将回收铝做成铝锭最好。26.（14分）工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。（1）题26图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是；NaOH溶液的出口为（填字母）；精制饱和食盐水的进口为（填字母）；干燥塔中应使用的液体是。（2）多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用收到广泛关注。①SiCl4可制气相白炭黑（与光导纤维主要原料相同），方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为。②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。一定条件下，在20L恒容密闭容器中的反应：3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）4SiHCl3（g）达平衡后，H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为kg。（3）采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0kg，则生成氢气3m（标准状况）。答案（1）①氯气；a；d；浓硫酸（2）①SiCl4+2H2+O2高温SiO2+4HCl②0.35（3）134.4【解析】（1）电解饱和食盐时阳极阴离子Cl—、OH—放电，Cl—的放电能力强于OH—，阳极发生的方程式为：2Cl——2e—===Cl2↑；阴极：2H++2e—===H2↑；总反应为：2NaCl+2H2O电解Cl2↑+H2↑+2NaOH。H2、2NaOH在阴极，NaOH溶液的出口为a，Cl2在阳极，精制饱和食盐水从阳极进入，选d；要干燥Cl2需要用酸性干燥剂H2SO4或P2O5等，中性干燥剂无水CaCl2。（2）①SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，光导纤维的主要成分是SiO2，H、Cl元素必在另一产物中，H、Cl元素结合成HCl，然后配平即可。发生的化学方程式为：SiCl4+2H2+O2高温SiO2+4HCl。②由3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）4SiHCl3（g）起始量（mol）n0变化量（mol）3x2xx4x平衡量（mol）n—2x4x4x=0.020mol/L×20L=0.4mol，n—2x=0.140mol/L20L=2.8mol，n=3.0mol，由2NaCl+2H2O电解Cl2↑+H2↑+2NaOH，（2×58.5）g：1mol=m（NaCl）g：3mol；m（NaCl）=351g=0.351kg。（3）由NaCl转化为NaClO3，失去电子数为6，H2O转化为H2，得到的电子数为2，设产生的H2体积为V，由得失电子守恒有：6×1333134.221025.11610213molLmLvmmolgg；V=134.4m3。【考点分析】本题考查电解、氯碱工业、化学平衡的计算、化学方程式书写、化学计算等知识。28、（15分）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：①电源的N端为＿＿＿＿＿＿极；②电极b上发生的电极反应为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿④电极c的质量变化是＿＿＿＿＿＿＿＿＿g；⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；乙溶液＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；丙溶液＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。答案.（1）①正极②4OH－-4e－=2H2O+O2↑。③水减少的质量：10.00%100(1)4.510.47%gg生成O2体积：114.5122.42.8182gLmolLgmol④16g⑤碱性增大，因为电解后，水量减少溶液中NaOH浓度增大酸性增大，因为阳极上OH-生成O2，溶液中H+离子浓度增大