1.氯堿工業是化工產業重要基礎，其裝置示意圖如圖。生產過程中產生的氯酸鹽副產物需要處理。已知：pH升高時，易歧化為和。（1）電解飽和食鹽水的離子方程式為___________。（2）下列關于產生的說法中，合理的是___________(填序號)。a．主要在陰極室產生b．在電極上放電，可能產生c．陽離子交換膜破損導致向陽極室遷移，可能產生（3）測定副產物含量的方法如下圖。①加入的目的是消耗水樣中殘留的和。若測定中未加入，則測得的水樣中的濃度將___________(填“偏大”“偏小”或“不受影響”)。②滴定至終點時消耗酸性溶液，水樣中的計算式為___________。（4）可用鹽酸處理淡鹽水中的并回收。①反應的離子方程式為___________。②處理時，鹽酸可能的作用是：i．提高，使氧化性提高或還原性提高；ii．提高，___________。③用如圖裝置驗證i，請補全操作和現象：閉合K，至指針讀數穩定后，___________。【答案】（1）（2）bc（3）①.偏大②.（4）①.②.使還原性增強③.先向左側燒杯中加入少量硫酸，觀察電壓表示數是否變化，再向右側燒杯中加入等量硫酸，觀察電壓表示數是否變化【解析】【小問1詳解】業上電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，反應的離子方程式為；【小問2詳解】a．氯元素都在陽極室，所以應該在陽極室生成，故a錯誤；b．氯離子在陽極發生氧化反應，化合價升高，有可能生成，故b正確；c．陽離子交換膜破損導致OH-向陽極室遷移，陽極室氫氧根濃度變大，陽極生成的氯氣與氫氧根反應生成次氯酸根，當pH升高時，ClO-易歧化為和Cl-，故c正確；答案選bc；【小問3詳解】①加入過氧化氫消耗水樣中殘留的Cl2和ClO-，再加入硫酸亞鐵，與氯酸根反應，最后計算出與氯酸根反應后剩余的亞鐵離子。未加入過氧化氫，水樣中殘留的Cl2和ClO-也會在第二步中消耗亞鐵離子，使亞鐵離子消耗的量增大，這些消耗的亞鐵離子也會認為是氯酸根消耗的，所以濃度將偏大。②高錳酸鉀和硫酸亞鐵反應的離子方程式為，則有關系式，因此與高錳酸鉀反應的亞鐵離子為，與亞鐵離子反應的離子方程式為，則有關系式，與反應的亞鐵離子的物質的量為，設的物質的量為a，，則；【小問4詳解】①鹽酸和反應生成，反應的離子方程式為；②鹽酸與的反應中，鹽酸作還原劑，因此鹽酸的作用可能是提高，使還原性增強；③用如圖裝置驗證i，具體的操作為：閉合K，至指針讀數穩定后，先向左側燒杯中加入少量硫酸，觀察電壓表示數是否變化，再向右側燒杯中加入等量硫酸，觀察電壓表示數是否變化。2.雙氧水(過氧化氫的水溶液)在工業生產和日常生活中應用廣泛。（1）雙氧水的強氧化性使其對大多數病菌和病毒具有消殺功能。用3%醫用雙氧水對不傳染病房噴灑消毒時，地板上有氣泡冒出，該氣體是__。（2）火箭推進器中盛有強還原劑液態肼(N2H4)和強氧化劑液態過氧化氫。知0.4mol液態肼與足量的液態過氧化氫反應，生成氮氣和水蒸氣，并放出256.652kJ的熱量。該反應的熱化學方程式為__。（3）雙氧水能將堿性廢水中的CN-轉化成碳酸鹽和一種對環境無污染的氣體，CN-的電子式為__，寫出該反應的離子方程式__。（4）如圖是工業上制備過氧化氫最常見的方法，寫出實際發生反應的總方程式___。（5）如圖是一種用電解原理來制備H2O2，并用產生的H2O2處理廢氨水的裝置。①Ir—Ru惰性電極吸附O2生成H2O2，其電極反應式是__。②處理廢氨水中溶質(以NH3計)的質量是34g，理論上電路中轉移電子數為__mol。【答案】（1）O2（2）N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.38kJ?mol-1（3）①.②.5H2O2+CN-+2OH-=2CO+N2+6H2O（4）H2+O2H2O2（5）①.O2+2e-+2H+=H2O2②.6【解析】【小問1詳解】過氧化氫容易分解生成水和氧氣，故該氣體是氧氣；【小問2詳解】反應方程式為：N2H4+2H2O2═N2+4H2O，0.4mol液態肼放出256.652KJ的熱量，則1mol液態肼放出的熱量為256.652KJ÷0.4=641.38kJ，所以反應的熱化學方程式為：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-641.38kJ?mol-1；【小問3詳解】CN-的電子式為；雙氧水能將堿性廢水中的CN－轉化成碳酸鹽和一種對環境無污染的氣體，該氣體是氧化產物氮氣，該反應的離子方程式：5H2O2+CN-+2OH-=2CO+N2+6H2O；【小問4詳解】工業上制備過氧化氫最常見的方法，由圖看出在催化劑作用下，氫氣與氧氣反應生成過氧化氫，實際發生反應的總方程式H2+O2H2O2；【小問5詳解】①Ir－Ru惰性電極吸附O2生成H2O2，氧氣得電子發生還原反應，其電極反應式是O2+2e-+2H+=H2O2；②4NH3+3O2=2N2+6H2O中，氨氣中的氮元素從-3價變為氮氣中的0價，4mol氨氣轉移12mol電子，處理NH3的物質的量為1mol，質量為17g，轉移3mol電子，現處理廢氨水中溶質(以NH3計)的質量是34g，理論上電路中轉移電子數為6mol。3.二甲醚()作為一種重要的化工原料和環保產品，在化工和醫藥行業中被廣泛用作甲基化劑、氣霧劑、制冷劑和各種有機合成原料。回答下列問題：（1）合成氣(CO、)一步合成二甲醚的反應為：已知：化學鍵H—HH—OC—HC—OC=O鍵能()4364634133431076①根據上述數據計算______。②在容器為恒溫恒壓時，充入2molCO和4mol，達到平衡時的轉化率為50%，該反應的平衡常數______(用平衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓×物質的量分數)。（2）有研究者在催化劑(含Cu—Zn—Al—O和)、壓強為5.0MPa的條件下，由和CO直接制備二甲醚，結果如圖1所示。260℃或270℃時，產率與CO轉化率相差較大，合理的解釋是______。圖中最高產率對應的溫度為290℃，低于290℃時，二甲醚的產率______(填“是”或“不是”)對應溫度下的平衡產率，判斷理由是______。（3）若用二甲醚-燃料電池作為電源，利用電解法制備納米，其裝置如圖2所示。裝置中D電極應連接二甲醚燃料電池中通______(“”或“”)的一極，該電解池中離子交換膜為______離子交換膜(填“陰”或陽)。該電解池的陽極反應式為______。【答案】（1）①.-194②.

（2）①.CO轉化為其它產物②.不是③.正反應為放熱反應，二甲醚的平衡產率應隨溫度降低而增大（3）①.②.陰③.【解析】【小問1詳解】①反應的△H=1076kJ/mol×2+436kJ/mol×4-(463kJ/mol×2+413kJ/mol×6+343kJ/mol×2)=-194kJ/mol；②列三段式：，平衡時總物質的量為1+2+0.5+0.5=4mol，該反應的平衡常數；【小問2詳解】由圖可知，260℃或270℃時，CO轉化率較大，但CH3OCH3產率較小，使CH3OCH3產率與CO轉化率相差較大，說明CO還發生副反應，生成了其它副產物；反應是放熱反應，升高溫度時平衡將逆向移動，使CH3OCH3產率將會下降，圖中最高產率對應的溫度為290℃，而低于290℃時，二甲醚的產率沒有達到最高產率，說明溫度低于290℃時反應沒有達到平衡狀態，故答案為：CO轉化為其它產物；不是；正反應為放熱反應，二甲醚的平衡產率應隨溫度降低而增大；【小問3詳解】①上述裝置中D電極上Cu轉化為Cu2O，則D電極為陽極，連接二甲醚燃料電池中的正極，即為通O2的一極，Cu2O為堿性氧化物，易溶于酸，可確定該電解池中離子交換膜為陰離子交換膜，故答案為：O2；陰；

②該電解池的陽極，Cu轉化為Cu2O，電極反應式為2Cu-2e-+2OH-═Cu2O+H2O，故答案為：2Cu-2e-+2OH-═Cu2O+H2O。4.氯堿工業是以電解飽和食鹽水為基礎的基本化學工業，回答下列問題：(1)工業電解飽和溶液的化學方程式為_______。(2)氯堿工業中采取膜技術，若陽離子交換膜損傷會造成陽極能檢測到，產生的電極反應式為_______。下列生產措施有利于提高產量、降低陽極含量的是_______。a．定期檢查并更換陽離子交換膜b．向陽極區加入適量鹽酸c．使用Cl-濃度高的精制飽和食鹽水為原料d．停產一段時間后，繼續生產(3)氯堿工業是高耗能產業，按下圖將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(電)能30%以上，且相關物料的傳輸與轉化關系如圖所示(電極未標出)。①圖中裝置I和裝置II中屬于原電池的是_______(選填裝置編號)。②X的化學式為_______；Y在裝置II中發生的電極反應為_______。③圖中氫氧化鈉質量分數大小關系為a%_______b%。(選填“>”、“=”或“＜”)【答案】①.②.③.abc④.裝置II⑤.⑥.⑦.＜【解析】【分析】裝置I是電解池，電解飽和食鹽水，裝置I右端產生NaOH溶液，說明右端電極是陰極，發生反應為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，因此Y是氫氣，裝置I的左端是陽極，發生反應：2Cl--2e-=Cl2↑，X為Cl2，氯氣和NaOH溶液的反應的離子方程式為：2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O，裝置II中通氧氣的一極為正極，環境是NaOH溶液，因此正極反應式為：O2+2H2O+4e-=4OH-，產生的NaOH濃溶液。【詳解】(1)工業電解飽和溶液生成氫氧化鈉、氯氣、氫氣，化學方程式為。故答案為：；(2)氯堿工業中采取膜技術，若陽離子交換膜損傷會造成陽極能檢測到，陽極，氫氧根離子失電子得到氧氣，產生的電極反應式為。下列生產措施有利于提高產量、降低陽極含量的是：a．定期檢查并更換陽離子交換膜，減少陽極產生氧氣的機會，故a選；b．向陽極區加入適量鹽酸，降低氫氧根離子的濃度，故b選；c．使用Cl-濃度高的精制飽和食鹽水為原料，提高氯離子濃度，故c選；d．停產一段時間后，繼續生產，對產物沒有影響，故d不選；故選abc；故答案為：；abc；(3)①圖中裝置I是電解池，電解飽和食鹽水，裝置II是燃料電池，Y是氫氣，屬于原電池是裝置II(選填裝置編號)。故答案為：裝置II；②裝置I的左端是陽極，發生反應：2Cl--2e-=Cl2↑，X的化學式為；裝置II是燃料電池，Y是氫氣，氫氣在裝置II中發生氧化反應生成水，電極反應為。故答案為：；；③裝置II中通氧氣的一極為正極，環境是NaOH溶液，因此正極反應式為：O2+2H2O+4e-=4OH-，產生的NaOH濃溶液，圖中氫氧化鈉質量分數大小關系為a%＜b%。(選填“>”、“=”或“＜”)，故答案為：＜。5.將地球儲量豐富的小分子電催化轉化為有高附加值的、、及(如圖所示)等具有巨大的經濟效益和環境效益。回答下列問題：（1）是一種綠色氧化劑，它的電子式為___________；目前工業上采用蒽醌法生產的原理為：。該總反應的原子利用率為___________%；測定的純度可用酸性高錳酸鉀溶液滴定法，該反應的離子方程式為___________。（2）還原制取X(方程式中部分物質的化學計量數已略)可表示為，則X為___________(填化學式)。（3）電催化制取有高附加值物質的方法有很多。①下列說法錯誤的是___________(填標號)。A．及電催化制時，在陰極區生成B．及電催化制時，在陽極區生成C．隔膜電解槽電解飽和食鹽水制時，用陰離子交換膜②一種合成氨的裝置如圖所示，陰極的電極反應式為___________，電解總反應為___________。【答案】（1）①.②.100③.（2）（3）①.C②.③.【解析】【小問1詳解】的電子式為；總反應為，反應物中的原子全部進入目標產物，原子利用率為100%；與酸性高錳酸鉀溶液反應，被氧化為，被還原為，依據得失電子數相等可寫出配平的離子方程式：；【小問2詳解】由，確定該反應轉移的電子數為9，根據守恒，確定的化學計量數為9，X中氯顯+4價，為，總反應為；【小問3詳解】①A．→發生還原反應，A正確；B．→發生氧化反應，B正確；C．隔膜電解飽和食鹽水制、及時，應該用陽離子交換膜，以防止OH-進入陽極區與反應，C錯誤；故選C。②由圖示可知，，配平得，電解總反應。6.亞氯酸鈉(NaClO2)是一種強氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業。它在堿性環境中穩定存在。某同學查閱資料后設計生產NaClO2的主要流程如下：（1）Ⅰ中發生反應的還原劑是____(填化學式)。（2）Ⅱ中反應的離子方程式是____。（3）Ⅲ中離子隔膜電解池的裝置如下：①A的化學式是________，A在____口產生。②m為____(填“陰”或“陽”)離子交換膜。③結合化學用語和文字說明解釋NaOH產生的原因：________（4）ClO2是一種高效水處理劑，可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備：5NaClO2＋4HCl=5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O①該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比是____。②研究表明：若反應開始時鹽酸濃度越大，則氣體產物中Cl2的含量越大，運用氧化還原反應規律分析其原因是____。（5）NaClO2變質可分解為NaClO3和NaCl。取等質量變質前后的NaClO2試樣均配成溶液，分別與足量FeSO4溶液反應時，消耗Fe2＋的物質的量前者____(填“>”“<”或“＝”)后者。【答案】①.Na2SO3②.2ClO2＋H2O2＋2OH－=2ClO2-＋O2↑＋2H2O③.H2SO4④.e⑤.陰⑥.陰極反應為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，反應室中的Na＋透過陽離子交換膜進入陰極室，和陰極區產生的OH－生成NaOH⑦.1∶4⑧.ClO2-的氧化性或Cl－的還原性隨溶液的酸性和濃度的增大而增強，因此Cl－被氧化得Cl2⑨.＝【解析】【分析】硫酸鈉溶液通入離子隔膜電解池中，ClO2和雙氧水在II中發生氧化還原反應生成NaClO2和氣體a，該反應中Cl元素化合價由+4價變為+3價，則O元素化合價由-1價變為0價，所以生成氣體a是O2，離子反應方程式為2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O；III中發生電解，根據圖知，生成氫氧化鈉，陰極上生成氫氣同時陰極附近生成NaOH，所以生成的氣體b是H2；陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，所以a是O2，同時生成硫酸，所以A溶液是硫酸；酸性條件下，I中NaClO2、Na2SO3發生氧化還原反應，離子反應方程式為2ClO3-+2H++SO32-=2ClO2↑+SO42-+H2O。【詳解】(1)由圖得到Ⅰ中將亞硫酸鈉轉化為硫酸鈉，S的化合價由＋4升高為＋6，所以還原劑為亞硫酸鈉；(2)Ⅱ中進入的ClO2轉化為NaClO2化合價降低，所以是H2O2中的－1價的氧化合價升高為0價O2，方程式為：2ClO2＋H2O2＋2OH－=2ClO2-＋O2↑＋2H2O；(3)Ⅲ中離子隔膜電解池，中間加入硫酸鈉溶液，其中陰離子硫酸根離子向陽極移動，所以m是陰離子交換膜。陽極發生的反應為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，氫離子濃度增加，結合穿過m的硫酸根離子得到硫酸，即X為氧氣，e為硫酸，加入的g為稀硫酸(主要是為了使溶液導電)。對應的n為陽離子交換膜，以保證鈉離子能向陰極移動，陰極反應為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，生成的氫氧根結合鈉離子得到氫氧化鈉，所以Y為氫氣，Z為氫氧化鈉溶液，加入的f為稀氫氧化鈉溶液(主要為了使溶液導電)。結合如上信息得到：①A的化學式是H2SO4，A在e口產生；②m為陰離子交換膜；③NaOH產生的原因：陰極反應為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，生成的氫氧根結合鈉離子得到氫氧化鈉；(4)①根據相同元素的相同價態一定直接轉化的原理，生成物中的NaCl一定來自反應物的鹽酸，NaCl有5個，HCl只有4個，所以有1個NaCl來自NaClO2，另外4個NaClO2轉化為ClO2，所以氧化劑為1個NaClO2，還原劑為4個NaClO2，所以該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶4；②若反應開始時鹽酸濃度越大，則氣體產物中Cl2的含量越大，說明使用濃鹽酸時，會被NaClO2氧化為Cl2，即隨著鹽酸濃度增大，NaClO2的氧化性增強，或者鹽酸的還原性增強；(5)無論NaClO2是否變質，最后氧化亞鐵離子的時候，都是將亞鐵離子氧化為鐵離子，Cl最終都是轉化為Cl－，變質的反應為3NaClO2=2NaClO3＋NaCl，則3molNaClO2轉化為2molNaClO3，這2molNaClO3得電子為2×6e－＝12mol電子。如果不變質，3molNaClO2得電子為：3×4e－＝12mol電子，所以NaClO2變質前后能得到的電子實際是一樣的，能氧化的亞鐵離子是相同的。7.Ⅰ.氯堿工業是高耗能產業，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝，節能超過，在此工藝中，物料傳輸和轉化關系如圖，其中電極未標出，所用離子交換膜只允許陽離子通過。（1）分析比較圖示中與大小：___________(填“＞”“＜”或“=”)。（2）寫出燃料電池B中的正極的電極反應：___________。（3）圖中Y是___________(填化學式)，若電解產生(標準狀況)該物質，則至少轉移電子___________；X元素的基態原子的電子排布式為___________。Ⅱ．某實驗小組同學利用如圖裝置對電化學原理進行了一系列探究活動。（4）甲池裝置為___________(填“原電池”或“電解池”)。（