2022-2023学年山东省枣庄滕州市第一中学高二上学期10月月考化学试题含解析
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这是一份2022-2023学年山东省枣庄滕州市第一中学高二上学期10月月考化学试题含解析,共24页。试卷主要包含了单选题,多选题,原理综合题,填空题等内容,欢迎下载使用。
山东省枣庄滕州市第一中学2022-2023学年高二上学期10月月考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列事实可以用勒夏特列原理解释的是
A.二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系,增大压强后颜色加深
B.实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
C.500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △HΔH2
B.由“C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH=+1.9kJ/mol”可知,金刚石比石墨稳定
C.在101kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol
D.500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=−38.6kJ∙mol−1
【答案】A
【详解】A.S(g)能量大于S(s),则S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1<0,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH2<0,则ΔH1 >ΔH2,选项A正确;
B.由热化学方程式可知金刚石能量高于石墨的能量,能量越高越不稳定,则石墨比金刚石稳定,选项B错误;
C.2g H2为mol,生成1mol的液态水放出的热量为285.8kJ,则氢气燃烧的热化学方程式表示为 ΔH =-285.8kJ/mol,选项C错误;
D.500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,N2的转化率为40%,反应的氮气物质的量=0.5mol×40%=0.2mol,放热19.3KJ,则1mol氮气反应放热为96kJ,热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-96kJ/mol,选项D错误;
答案选A。
3.铅蓄电池在现代生活中有广泛应用,电极材料是Pb和PbO2,电解液是硫酸溶液。现用铅蓄电池电解饱和硫酸钠溶液一段时间,假设电解时温度不变且用惰性电极,下列说法错误的是
A.电解后,硫酸钠溶液中有晶体析出,但c(Na2SO4)会不变
B.电解硫酸钠溶液时的阳极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑
C.蓄电池放电时,每消耗0.1molPb,共生成0.1molPbSO4
D.蓄电池放电一段时间后其电解液中H2SO4的浓度、密度都变小
【答案】C
【分析】铅蓄电池放电时,Pb为负极,被氧化生成PbSO4,电极反应式为Pb-2e-+=PbSO4,正极反应为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O,电池反应式为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O;
电解硫酸钠溶液时,阳极上氢氧根离子放电,阴极上氢离子放电,实际上是电解水,则溶液体积减小,硫酸钠溶液变成过饱和溶液,则会析出硫酸钠晶体。
【详解】A.电解Na2SO4溶液,实质就是电解水,电解后, 由于水减小,原来的饱和溶液中水溶解的溶质不能再溶解,就会溶液中有晶体析出,但是c(Na2SO4)不变,选项A正确;
B.在Na2SO4溶液中含有的阴离子是OH-、,由于放电能力:OH->,所以在电解池的阳极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,选项B正确;
C.铅蓄电池总反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,由方程式可知,电池放电时,每消耗0.1molPb,共生成0.2molPbSO4,选项C错误;
D.铅蓄电池总反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,由方程式可知,放电过程中,硫酸参加反应且生成水,导致溶液中硫酸的物质的量减小,硫酸浓度、密度都减小,选项D正确;
答案选C。
4.在恒温恒容的密闭体系中,可逆反应:A(s)+2B(g)2C(g) ΔHv逆,A错误;
B.温度越高,SO3的百分含量越小,平衡左移,正反应是放热的,△HOH-> ,阴极为H+,所以阴极自始至终只析出H2,选项A正确;
B.最后电解水,溶剂水减少,硫酸的量不变,所以酸性增强,选项B错误;
C.电解到最后,阳极电解OH-阴极电解H+,所以是实际电解水,选项C正确;
D.根据放电顺序阳极为Cl->OH-,先是Cl-生成氯气,后面OH-生成氧气,选项D正确;
答案选B。
11.用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定量的另一种物质(括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是
A.CuCl2[CuSO4] B.NaOH [NaOH]
C.NaCl [HCl] D.CuSO4[Cu(OH)2]
【答案】C
【分析】电解池中,要想使电解质溶液复原,遵循的原则是:电解后从溶液中减少的物质是什么,就利用元素守恒来加什么物质。
【详解】A.电解氯化铜时,阳极放出氯气,阴极生成金属铜,所以应加氯化铜让电解质溶液复原,A错误;
B.电解氢氧化钠时,阳极产生氧气,阴极产生氢气,所以应加水让电解质溶液复原,B错误;
C.电解氯化钠时,阳极产生氯气,阴极产生氢气,所以应加氯化氢让电解质溶液复原,C正确;
D.电解硫酸铜时,阳极产生氧气,阴极产生金属铜,所以应加氧化铜让电解质溶液复原,加入氢氧化铜相当于多加入水,D错误;
故合理选项是C。
【点睛】本题考查了电解池原理,掌握电解原理,弄清两个电极上产生的物质,是本题解答的关键,本着“出什么加什么”的思想可使电解质复原。
12.一种生产和利用氢能的途径如图所示,下列说法错误的是
A.氢能是利用太阳能等产生的,故属于二次能源
B.图中能量转化的方式至少有五种
C.太阳能、风能、氢能都属于新能源
D.太阳能电池的供电原理与燃料电池相同
【答案】D
【详解】A.氢能是利用太阳能等产生的,故属于二次能源,选项A正确;
B.图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能,电能与化学能的相互转化,电能与光能、热能的转化等,选项B正确;
C.太阳能、风能、氢能都属于新能源,选项C正确;
D.太阳能电池的供电原理实际是热能转化为电能,而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能,所以二者是不相同的,选项D错误;
答案选D。
13.在恒温恒容条件下,可逆反应2A(?)⇌2B(g)+C(?),若随着温度升高(物质状态不发生改变),气体密度变大,则下列判断正确的是
A.A和C可以一个是固体、一个是液体
B.A和C可以都是气体
C.若A为气体,则正反应一定是吸热反应
D.其他条件不变,平衡后压缩容器体积,B的浓度一定比原平衡大
【答案】A
【分析】在恒温恒容条件下,可逆反应2A(?) 2B(g)+C(?),气体密度等于气体质量除以容器体积,若随着温度升高(物质状态不发生改变),气体密度变大,说明气体质量增大。
【详解】A.A和C可以一个是固体、一个是液体,正向移动,气体质量增大,气体密度增大,故正确;
B.A和C可以都是气体,则平衡移动,气体质量不变,密度不变,故B错误;
C.若A为气体,则C为非气态物质,说明升温逆向移动,逆向是吸热反应,正向是放热反应,故C错误;
D.其他条件不变,平衡后压缩容器体积,当A和C都为非气态物质时,根据平衡常数不变,得出B的浓度不变,故D错误。
综上所述,答案为A。
二、多选题
14.在一密闭容器中,aA(g)bB(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则
A.平衡向正反应方向移动了 B.物质A的转化率减小了
C.物质B的质量分数增大了 D.a>b
【答案】AC
【详解】在一密闭容器中,反应 aA(g) bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,若平衡不移动,则B的浓度是原来的50%,现达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,说明平衡正向移动,物质A的转化率变大,减小压强平衡向分子数增大方向移动,即b>a。故答案AC正确。
15.相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如下图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极),可以制得、、和NaOH。下列说法正确的是
A.a电极的电极反应为:
B.c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜
C.电池放电过程中,Cu(2)电极上的电极反应为
D.电池从开始工作到停止放电,电解池阳极区理论上可生成
【答案】AC
【分析】浓差电池中,左侧溶液中Cu2+浓度大,离子的氧化性强,所以Cu(1)电极为正极、电极上发生得电子的还原反应,电极反应为Cu2++2e-=Cu,则Cu(2)电极为负极,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+;电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极,阳极上水失电子生成氧气和氢离子,电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极上水发生得电子的还原反应生成氢气,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,则钠离子通过离子交换膜c生成NaOH、为阳离子交换膜,硫酸根通过离子交换膜d生成硫酸、为阴离子交换膜,据此分析解答。
【详解】A.a电极的电极反应为:+,故A正确;
B.钠离子通过离子交换膜c生成NaOH、为阳离子交换膜,硫酸根通过离子交换膜d生成硫酸、为阴离子交换膜,故B错误;
C.电池放电过程中,Cu(2)电极为负极,电极上的电极反应为Cu-2e-=Cu2+,故C正确;
D.电池从开始工作到停止放电,阳极上水失电子生成氧气和氢离子,电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,电解池阳极区理论上可生成4molH+,故H2SO4为2mol,故D错误;
故选AC。
三、原理综合题
16.(1)反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1,平衡常数为K1;
反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH2,平衡常数为K2;
700 ℃
900 ℃
K1
1.47
2.15
K2
2.38
1.67
在不同温度时K1、K2的值如下表:
①由表中数据可知:ΔH1 _____0(填“>”、“=”、“ < ”)
②反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH
平衡常数为K,则ΔH=________(用ΔH1和ΔH2表示),K=________(用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是 ______反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)采用(1)中两反应产生的CO与H2合成再生能源甲醇,反应如下:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g),据此回答下列问题:
①写出该化学反应平衡常数的表达式为:K=_____________
②该反应达平衡后升温,混合气中H2的体积百分含量增大,则合成甲醇的反应为_______(填 “放热”或“吸热”)反应。
③若将一定量CO和H2置于容器中,保持容积不变,能说明该化学反应达到化学平衡状态的是( )
A.容器内的密度保持不变 B.2v(CO)正 = v(H2)逆
C.容器内的压强保持不变 D.消耗CO和 H2的速率比为1:2
④在容积为1 L的恒容容器中,分别研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三种温度下合成甲醇的规律。如图3是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线z对应的温度是________℃;若曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为____________________。在a点时,若达平衡后,再将CO、H2、CH3OH各充入1.0mol,平衡向____________(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)移动。
【答案】 > ΔH1-ΔH2 吸热 放热 BC 270 K1=K2<K3 正反应方向
【分析】(1)①根据温度升高,平衡常数变化,平衡移动分析反应热量变化。
②根据盖斯定律分析焓变,方程式相减平衡常数相除,根据平衡常数与温度变化分析反应热量变化。
(2)①根据方程式写出化学反应平衡常数的表达式;②根据温度变化,平衡移动分析反应的热量变化;③根据判断平衡的标志进行分析;④根据从b点到c点,CO的转化率变化分析;温度相同,平衡常数相同,温度不同,根据平衡移动分析平衡常数变化,在a点时,先按照三段式分析求出平衡常数,再根据浓度商分析。
【详解】(1)①由表中数据可知:温度升高,K1变大,说明平衡正向移动,正向是吸热反应,即ΔH1 >0;故答案为:>。
②第一个反应减去第二个反应得到反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH,则ΔH=ΔH1-ΔH2,平衡常数相除,因此K=,且由上述计算可知,变到,温度升高,K值变大,因此平衡常数反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是吸热反应;故答案为:ΔH1-ΔH2;;吸热。
(2)①写出该化学反应平衡常数的表达式为:;故答案为:。
②该反应达平衡后升温,混合气中H2的体积百分含量增大,说明平衡逆向移动,逆向是吸热反应,则合成甲醇的反应为放热;故答案为:放热。
③A.容器内的密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容器气体不变,密度始终不变,因此密度不能作为判断平衡的标志,故A不符合题意;B.2υ(CO)正 = υ(H2)逆,一个正向,一个逆向,两个不同方向,速率之比等于计量系数之比,因此能作为判断平衡的标志,故B符合题意;C.该反应是体积减小的反应,正向反应,容器内压强不断减小,因此当容器内的压强不变,可以作为判断平衡的标志,故C符合题意;D.消耗CO和 H2的速率比为1:2,都是正反应方向,不能作为判断平衡的标志,故D不符合题意;综上所述,答案为:BC。
④从b点到c点,CO的转化率增大,平衡正向移动,则为降低温度,因此曲线z对应的温度是270℃;曲线上a点、b点温度相同,则平衡常数相同,从b点到c点温度低,平衡正向移动,平衡正向移动,平衡常数增大,因此K1=K2<K3,在a点时,若达平衡后,起始时CO的物质的量为1 mol,H2的物质的量为1.5mol,根据图中信息得到CO的转化率为50%,则,平衡常数为,再将CO、H2、CH3OH各充入1.0mol,,则平衡向正反应方向移动;故答案为:270;K1=K2<K3;正反应方向。
【点睛】化学平衡及平衡移动是考试常考题型,主要考查影响平衡移动的因素,三段式建立及计算平衡常数,根据浓度商分析平衡移动。
17.按照要求回答下列问题。
(1)工业上,在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN-,装置如图所示,依次发生的反应有:
i.CN--2e-+2OH-=CNO-+H2O
ii.2Cl--2e-=Cl2↑
iii.3Cl2+2CNO-+8OH-=N2+6Cl-+2+4H2O
①除去1molCN-,外电路中至少需要转移_______mol电子。
②为了使电解池连续工作,需要不断补充_______。
(2)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨)。
①图中a极要连接电源的_______(填“正”或“负”)极,C口流出的物质是_______。
②放电的电极反应式为_______。
(3)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐()已成为环境修复研究的热点之一、Fe还原水体中的的反应原理如图所示。
①作负极的物质是_______。
②正极的电极反应式是_______。
【答案】(1) 5 NaOH和NaCl
(2) 负 (浓度较大的)硫酸 -2e-+H2O=+2H+
(3) 铁(Fe) +8e-+10H+=+3H2O
【分析】电解池中,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动;阴极上阳离子得电子,化合价降低,发生还原反应;阳极上阳极或离子失电子,化合价升高,发生氧化反应。
【详解】(1)①2×(i+ii)+iii可得5Cl2+2CN-+12OH—=N2+10Cl—+2+6H2O,根据反应,消耗2molCN—,转移10mol电子,则除去1molCN-,转移5mol电子;
②根据反应i、ii,为了使电解池连续工作,需要不断补充NaOH和NaCl;
(2)①根据电解池中离子的移动方向,阳离子向阴极移动,a电极为阴极,与电池的负极相连;b极为阳极,亚硫酸根离子失电子,与水反应生成硫酸根离子和氢离子,阳极区硫酸的浓度增大,C处流出的物质为浓硫酸;
②失电子,与水反应生成硫酸根离子和氢离子,电极反应式为-2e-+H2O=+2H+;
(3)①根据图象可知,铁失电子,作负极;
②硝酸根离子得电子,与氢离子反应生成铵根离子和水,电极反应式为+8e-+10H+=+3H2O。
18.按要求回答下列问题:
I.肼(N2H4)与氧化剂N2O4(l)反应生成N2和水蒸气。已知:
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-195kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ·mol-1
(1)写出N2H4(l)和N2O4(l)完全反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:_______。
II.根据下图填空:
(2)图1为含有少量Zn杂质的粗银电解精炼银的示意图,则:
①_______(填“a”或“b")极为含有杂质的粗银。
②电解一段时间后电解液中c(Ag+)浓度_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
③若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为_______。
(3)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图2所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是_______。
A.铁被氧化的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
【答案】(1)2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-873 kJ·mol-1
(2) a 偏小 +e-+2H+=NO2↑+H2O
(3)AC
【解析】(1)
肼(N2H4)与氧化剂N2O4(l)反应生成N2和水蒸气,根据盖斯定律,将方程式②×2-①得肼和N2H4反应的热化学方程式2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-873 kJ·mol-1,
故答案为:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-873 kJ·mol-1;
(2)
①电解精炼银时粗银与电源的正极相连,作阳极,纯银与电源的负极相连,作阴极,即a极为含有杂质的粗银,答案为a;
②由于粗银中含有杂质,杂质放电,而阴极 始终是银离子放电,所以 电解一段时间后电解液中c(Ag + )浓度偏小;
③若b极有少量红棕色气体生成, 气体是二氧化氮,说明硝酸根放电,电极反应式为+e-+2H+=NO2↑+H2O;
(3)
A.该装置中发生吸氧腐蚀,Fe作负极,Fe失电子生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,选项A正确;
B.铁腐蚀过程发生电化学反应,部分化学能转化为电能,放热,所以还存在化学能转化为热能的变化,选项B错误;
C.Fe、C和电解质溶液构成原电池,Fe易失电子被腐蚀,加速Fe的腐蚀,选项C正确;
D.弱酸性或中性条件下铁腐蚀吸氧腐蚀,水代替NaCl溶液,溶液仍然呈中性,Fe发生吸氧腐蚀,选项D错误;
答案选AC。
四、填空题
19.如图所示,E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸。A、B分别为铂片,压在滤纸两端,R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极,在碱溶液中可视为惰性电极。G为电流计,K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央滴一滴紫色的KMnO4溶液,将开关K打开,接通电源一段时间后,C、D中有气体产生。请回答下列问题:
(1)R为_______(填“正”或“负”)极。
(2)通电一段时间后,M、N电极对应的电解质溶液的pH_______(填“变大”、“变小”或“不变”);B附近发生的电极反应式为_______。
(3)滤纸上的紫色点向_______(填“A”或“B”)方向移动。
(4)当C、D中的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,经过一段时间后,C、D中的气体逐渐减少,C中的电极为_______(填“正”或“负”)极,电极反应式为_______。
【答案】(1)负
(2) 变大 4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+
(3)B
(4) 负 2H2+4OH--4e-=4H2O或 H2+2OH--2e-=2H2O
【分析】C、D和电解池中都充满浓KOH溶液,实际是电解水,由C、D中产生的气体体积可知,C中气体为H2,D中气体为O2,则M为阴极,N为阳极,R为电源负极,S为电源正极,B为阳极,A为阴极。
(1)
由分析可知,R为负极;
(2)
M为阴极,电解消耗水电离生成的H+,生成OH-,则M极对应的电解质溶液的pH变大,生成的OH-移向N电极,故N电极对应的电解质溶液的pH变大;E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸,由分析可知,B为阳极,则电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+;
(3)
B为阳极,阴离子()向阳极移动,则滤纸上的紫色点向B方向移动;
(4)
当C、D中的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,此时装置变为燃料电池,经过一段时间,C、D中的气体逐渐减少,H2和O2反应生成水,在碱性条件下,C中H2发生氧化反应,C电极为负极,电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O或 H2+2OH--2e-=2H2O。
20.电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法,电解示意图如图所示,图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过,请回答以下问题:
①电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是___________。
②精制饱和食盐水在b口加入的物质为___________(写化学式)
(2)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统,工作原理如图:
离子种类
VO
VO2+
V3+
V2+
颜色
黄色
蓝色
绿色
紫色
①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应,该电池放电时总反应式是___________。
②当完成储能时,阴极溶液的颜色是___________
(3)将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液,电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式___________
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为___________
③电解过程中,Na2PbCl4电解液浓度不断减小,为了恢复其浓度,应该向___________极室(填“阴”或者“阳”)加入___________(填化学式)。
【答案】(1) 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑ NaOH
(2) V2++VO+2H+=V3++VO2++H2O 紫色
(3) PbCl+2e−=Pb+4Cl− H+ 阴 PbO
【分析】由电解食盐水装置图可知,钠离子移向右边,则左边电极为阳极,右边电极为阴极,据此分析解答;全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应生成V3+,则 VO离子发生还原反应生成VO2+,据此书写反应的总方程式,电池储能时为电解池,电解的总反应为放电总反应的逆反应,据此分析解答;将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液,电解Na2PbCl4溶液生成Pb,阴极发生还原反应生成Pb,阳极发生氧化反应生成氧气,据此分析解答。
(1)
①电解饱和食盐水总反应的离子方程式是2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-,故答案为:2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-;
②由电解食盐水的装置图可知,钠离子移向右边,则左边电极为阳极,A连接电源正极,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,所以精制饱和食盐水从图中a位置补充,右边电极为阴极,B连接电源负极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- 或2H++2e-=H2↑,生成氢氧化钠从图中d位置流出,b口加入的物质是稀氢氧化钠溶液,故答案为:NaOH;
(2)
①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应,则 VO离子发生还原反应,反应的总方程式为V2++VO═V3++VO2++H2O,故答案为:V2++VO+2H+=V3++VO2++H2O;
②电池储能时为电解池,电解的总反应为V3++VO2++H2O= V2++VO+2H+,阴极发生还原反应,阴极反应式为V3++e-═V2+,阴极溶液颜色变为紫色,故答案为:紫色;
(3)
①阴极发生还原反应,Na2PbC14被还原生成Pb,阴极反应式为PbCl+2e-=Pb+4Cl-,故答案为:PbCl+2e-=Pb↓+4Cl-;
②电解时阳离子向阴极移动,通过阳离子交换膜的离子主要为氢离子,故答案为:H+;
③电解过程中,Na2PbCl4在阴极发生还原反应,阴极发生还原反应生成Pb,阳极发生氧化反应生成氧气,Na2PbCl4浓度不断减小,为恢复浓度,则应在阴极加入PbO,溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液,故答案为:阴;PbO。
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