中学化学竞赛试题资源库――氯碱工业电化学综合

中学化学竞赛试题资源库——氯碱工业、电化学综合

A组

1．用直式隔膜式电解槽电解饱和食盐水，下列说法中，错误的是

A 阴、阳极电极材料分别是铁和石墨

B 加入电解槽中的原料是预先加热过的饱和食盐水

C 加入电解槽的饱和食盐水必须先除去钙、镁等离子

D 从电解槽中流出的是纯净的氢氧化钠溶液

2．在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是

A 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应

B 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应

C 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应

D 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应

3．因发生电极反应，直接破坏了该电极附近水的电离平衡的是

A 电解氯化铜溶液的阴极

B 铜锌原电池的负极

C 电解饱和食盐水的阴极

D 电解饱和食盐水的阳极

4．下列关于铜电极的叙述，正确的是

A 铜锌原电池中铜为负极，发生氧化反应

B 用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极

C 在镀件上电镀铜时，可用精铜作阳极

D 电解稀H2SO4制H2、O2时，可用铜作阳极

5．下列描述中，不符合生产实际的是

A 电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极

B 电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极

C 电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极

D 在镀件上电镀锌，用锌作阳极

6．下列事实不能用电化学理论解释的是

A 轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块

B 镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用

C 铝片不用特殊方法保存

D 锌跟稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后，反应速率加快

7．以下现象与电化腐蚀无关的是

A 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿

B 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈

C 锈质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈

D 银质奖牌久置后表面变暗

8．下列叙述正确的是

①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加人少量硫酸铜能加快反应速率

②锌层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀

③电镀时，应把镀件置于电镀槽的阴极

④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解

⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O

A ①②③④⑤

B ①③④⑤

C ①③⑤

D ②④

9．为防止水闸门被腐蚀，可采取的措施是

A 与低电压交流电源相接

B 与锌板相接

C 与直流电源的正极相接

D 与石墨相接

10．下列工作着的装置中，溶液总质量减少，而pH值升高的是

A 铁作阴极，银作阳极，电解硝酸银溶液

B 铁片和铜片用导线连接起来插入盛有稀硫酸的烧杯中

C 分别用铂作阴、阳极，电解氢氧化钠溶液

D 铁作阴极，碳棒作阳极，电解氯化钾溶液

11．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，下列叙述中正确的是（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－＝Ni

B 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，溶液中存在的离子只有Fe2＋和Zn2＋

D 电解后，Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中

12．滴有酚酞和氯化钠试液的湿润滤纸分别做甲、乙两个实验，能发现附近变成红色的电极是

甲乙

A ac

B bd

C ad

D bc

13．下列装置中，当工作一段时间后，溶液的pH值增大的是

A B C D

14．下图四个装置，各工作一段时间后，溶液pH显著升高的是；溶液中电解质质量不变的是。

A B C D

15．下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是

①②③④

A ③④②①

B ②③①④

C ④②①③

D ③②①④

16．在下图的五个烧杯中都盛有天然水：

①②③④⑤

铁被腐蚀由快到慢的顺序是

A ③②①④⑤

B ④②①③⑤

C ③②④⑤①

D ④⑤②③①

17．下列各组装置中，在两极的电极反应分别相同的组是

A B C D

18．下列四种装置中，溶液的体积均为250mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.10mol/L，工作一段时间后，测得导线上均通过0.02mol电子，若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述正确的是

A 工作一段时间后溶液的浓度①＝②＝③＝④

B 工作一段时间后溶液的pH值：④＞③＞①＞②

C 产生气体的总体积：④＞③＞①＞②

D 电极上析出的固体的质量：①＞②＞③＞④

19．能够使反应Cu＋2H2O＝Cu(OH)2＋H2↑发生的是

A 铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极，氯化钠作电解质溶液

B 铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀

C 用铜片作阴、阳电极，电解硫酸钠溶液

D 用铜片作阴、阳电极，电解硫酸铜溶液

20．某同学为了完成2HCl＋2Ag＝2AgCl＋H2↑的反应，设计了下列四个实验，如图所示，你认为可行的方案是（电解质溶液为HCl）

A B C D

21．按下列反应式进行的过程可否实现？Cu＋2H2O＝Cu(OH)2＋H2↑

如果能实现，则指出必需的条件和为进行这一反应所用仪器的略图。如果不可能，请说明为什么？

22．为了判断电源A、B两极中哪一个是正极，某学生取滤纸一条，用硫酸钠、酚酞溶液湿润，然后从A、B两极中引出两根导线，并把两导线端分别压在滤纸两侧，通电后在滤纸上靠近A极所连导线的一侧呈现红色，试判断哪一极是正极?简述理由。

23．实验室用普通的食盐进行电解饱和食盐水的实验。食盐水装在U形管内。结果很快在某一电极附近出现食盐水浑浊的现象。造成浑浊的难溶物主要是（填写名称）。

24．原电池、电解池在工作时，各极的质量变化有以下三种可能：

①变大、②变小、③不变

（1）负极质量变化可能是；

（2）正极质量变化可能是；

（3）阴极质量变化可能是；

（4）阳极质量变化可能是。

25．对于下列装置中的反应，写出相应的电极反应式：

（甲）（乙）（丙）（丁）

（1）甲装置中，Zn极；Ag极；

（2）乙装置中，Cu极；Ag极；

（3）丙装置中，Fe极；C极；

（4）丁装置中，Pt极；Fe极。

26．已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuSO4溶液、Fe2(SO4)3溶液、盐酸。按要求回答下列问题：

（1）电工操作上规定：不能用铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因。（2）若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？，若能，请写出电极反应式，负极，正极。（若不能，后面两空不填）。

（3）若电池反应为：Cu＋2H＋＝Cu2＋＋H2，该池属于原电池还是电解池？，请写出各电极的电极材料和电解质溶液。

（4）在50mL0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解（不考虑水分蒸发）。则：

①若两极均为铜片，试说明电解过程中浓度将怎样变化？答：。

②若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是。阴极上的电极反应式是。如果不考虑H＋在阴极上放电，当电路中有0.04 mol e－通过时，阴极增重g。

27．用惰性电极电解NaCl与NaHCO3混合溶液，测得溶液pH变化

如下图所示。

①在0→t1时间内，两个电极上的电极反应式为：

阳极；

阴极。

②用离子方程式表明0→t1时间内，溶液pH升高比较缓慢的原因：

。

28．按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：

（1）U型管内发生什么现象?写出有关反应的化学方程式

（2）在a、b烧杯中发生什么现象

（3）如果小烧杯中有0.508g碘析出，问大烧杯中，负极减轻多少克?

29．铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：

（1）工业冶炼铝的化学方程式是。

（2）铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式

是。

（3）工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂

质，可用离子交换膜法电解提纯。

电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），

其工作原理如图所示。

①该电解槽的阳极反应式是。

②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原

因

③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口（填写“A”或“B”）导出。

30．目前世界上比较先进的电解制碱术是离子交换膜法。试回答下列问题：

（1）电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制。除去SO42－可用钡试剂，该钡试剂可以是。（选填a、b、c）

A Ba(OH)2

B Ba(NO3)2

C BaCl2

（2）现有200mL食盐水，其中含有少量的NaOH，该溶液的pH等于10，用石墨电极电解，当阴极产生的气体体积为0.224L（标准状况）时停止电解。

阳极的电极反应式为。

电解后溶液的pH约为（忽略溶液的体积变化）。

31．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH 的工艺流程示意图如下：

依据上图，完成下列填空：

（1）工业食盐含Ca2＋、Mg2＋等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为： ， 。

（2）为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO42－，加入试剂的合理顺序为 （选填A 、B 、C ）。

A 先加NaOH ，后加钡试剂，再加Na2CO3，再加盐酸

B 先加NaOH ，后加Na2CO3，再加钡试剂

C 先加钡试剂，后加NaOH ，再加Na2CO3，再加盐酸

（3）在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，以防止Cl2与NaOH 反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH 充分接触，产物仅是NaClO 和H2，相应的化学方程式为 。

32．请从下图中选出必要装置进行电解食盐水实验。要求准确测量产生氢气的体积（氢气的体积小于25mL ），并通过实验证明生成的气体是氯气。

（1）铁棒A 、炭棒B 应分别与电源的 极、 极相连接。

（2）请选用上图所示的仪器，设计出实验装置，并根据所设计的实验方案，将接口连接顺序用字母表达出来 A －B 。

（3）实验中生成5.6mL 氢气时（标准状况下），U 形管内50mL 溶液的pH 值约为 。

33．已知下列反应（反应所需的其他条件和各物质的化学计量数均已略去）：

①A ＋B ??→

?电解

M ＋D ＋E ；②M ＋E→A ＋F ＋B 请针对以下两种不同情况回答： （1）若A 是一种钠盐，反应①是化学工业上制取单质E 和化合物M 的重要方法。则A 的电子式为 ；反应②的离子方程式为 ；在酸性条件下，若将化合物F 加到含Fe2＋的溶液中，溶液从浅绿色变成黄色，反应的离子方程式为 。

（2）若A 是一种含氧酸盐，可用于实验室中检验水的存在。1个A 的酸根离子中共含有50个电子，其中含有一种元素X ，X 的原子最外层电子数是电子层数的2倍，则X 在元

素周期表中的位置是第周期族。X单质的熔点是112.8℃则X单质的晶体类型属于晶体。X与碳单质在一定条件下可以生成CX2的化合物，其分子结构类似于CO2，则CX2属于（填“极性”或“非极性”）分子。反应②的化学方程式为。

34．请从图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验，要求测定产生的氢气的体积（大于25 mL)，并检验氯气的氧化性。

（1）A极发生的电极反应式是，B极发生的电极反应式是。（2）电源、电流表，与A、B两极的正确连接顺序为

L→（）→（）→（）→（）→M

（3）设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序是

（）接（）、（）接A、B接（）、（）接（）

35．用下图I所示装置通电10分钟后，去掉直流电源，连接成图Ⅱ所示装置，可观察到U 形管左端铁电极表面析出白色胶状物质，U形管右端液面上升。

（1）用装置1电解食盐水时，总反应的离子方程式为，为什么石墨电极上方得到气体的体积比铁电极上方得到气体的体积小得多? 。如果所用食盐水中含有MgCl2杂质，在电解过程中还可以观察到的现象是。（2）用装置Ⅱ进行实验时，有关电极反应式为：铁电极，石墨电极。

36．下图每一方框内的字母代表一种反应物或生成物：

从A到F均为中学化学中常见的物质，其中B跟E反应生成物质F，某温度下该反应起始