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文檔簡介

2025北京高二(上)期末化學匯編

電解池

一、單選題

1.(2025北京北師大附中高二上期末)中國科學家使用三元Ni-Fe-V催化劑,通過電催化實現(xiàn)了在溫和的

條件下人工固氮,電極上的催化機理的示意圖如下圖所示。

N

NN

NNN

Ni-Fe-V催化劑

H

「+H1

NNNN

下列說法不正確的是()

A.三元Ni-Fe-V催化劑可降低固氮反應的活化能

+

B.電催化過程的電極反應:N2+6H+6e-=2NH3

C.①②③中均斷開N原子間的兀鍵,形成N-H。鍵

D.該電極上可能發(fā)生生成氫氣的反應

2.(2025北京十一學校高二上期末)一種基于氯堿工藝的新型電解池(如圖),可用于濕法冶鐵的研究。

電解過程中,下列說法不走確的是()

---------------[&\---------------

A.陽極反應:2Cr-2e-=Cl2T

B.陰極區(qū)溶液中OIT濃度逐漸升高

C.理論上每消耗ImolFezOs,陽極室溶液減少213g

D.理論上每消耗ImolFezOs,通過陽離子交換膜的離子為6moi

3.(2025北京十一學校高二上期末)下列離子方程式書寫不E螂的是()

2

A.硫化鈉溶液呈堿性:S-+2H2O=H2S+2OH

3+

B.泡沫滅火器原理:Al+3HCO;=Al(OH)3+3CO2T

2++

C.硫酸銅溶液顯酸性:Cu+2H2O^CU(OH)2+2H

D.用惰性電極電解飽和食鹽水陽極的電極方程式:2Cr-2e-=Cl2T

4.(2025北京北師大附中高二上期末)下列實驗裝置(部分夾持裝置已略去)不能達到對應實驗目的是

5.(2025北京十一學校高二上期末)圖a-c分別為氯化鈉在不同狀態(tài)下的導電實驗(X、Y均表示石墨電

極)微觀示意圖。

圖a圖b圖c

下列說法不無確的是()

A.圖a中放入氯化鈉固體,該條件下不導電

B.圖b中X電極上發(fā)生氧化反應

C.圖c中隨著反應發(fā)生,水的電離被促進

D.圖b和圖c中,Y的電極產(chǎn)物相同

6.(2025北京昌平高二上期末)工業(yè)生產(chǎn)中可通過雙極膜電滲析技術(shù)對含NaNCh的高鹽廢水進行處理,

制備HN03和NaOH,工作原理如下圖所示。

HOHO電

電22

極0

a。b

H+H+

++

OH一OH-

(少量H+)(少量OH1

下列說法正確的是()

A.石墨電極a的電極反應為2H2O-4e-=O2f+4H+

B.M為陰離子交換膜,N為陽離子交換膜

C.乙室產(chǎn)生含低濃度NaNCh廢水,丙室產(chǎn)生NaOH

D.陽極生成1mol氣體時,該裝置可得到4moiHNCh

7.(2025北京北師大附中高二上期末)利用下圖裝置進行鐵上電鍍銅的實驗探究。

裝置序號電解質(zhì)溶液實驗現(xiàn)象

陰極表面產(chǎn)生無色氣體,一

0.1mol-I7iCuSO4+少段時間后陰極表面有紅色固

量H2sO4體,氣體減少。經(jīng)檢驗,電

解液中有Fe?+

二鐵制

銅片、1L

鍍件

陰極表面未觀察到氣體,一

電力鼻質(zhì)溶夜0.1mol-I7iCuSC)4+過段時間后陰極表面有致密紅

量氨水色固體。經(jīng)檢驗,電解液中

無Fe元素

2+2+

已知:Cu+4NH3^[CU(NH3)4]O下列分析不正確的是()

A.①中氣體減少,推測是由于溶液中[H+)減小,且Cu覆蓋鐵電極,阻礙H+與鐵接觸

+2+2+2+

B.①中檢測到Fe?+,推測可能發(fā)生反應:Fe+2H=Fe+H2TAFe+Cu=Fe+Cu

C.隨陰極析出銅,推測②中溶液c(Ci?+)減小,CU2++4NH3U[CU(NH3)41+平衡逆向移動

D.②中CL?+生成[CU(NH3)J+,使得c(Cu")比①中溶液的小,Cu緩慢析出,鍍層更致密

8.(2025北京二十中高二上期末)下列解釋事實的化學方程式不正確的是()

電解.

A.電解熔融的NaCl制Cl2:2NaCl(熔融)^2Na+Cl,T

3++

B.用A12(SOJ溶液除去渾濁淡水中的懸浮顆粒物:Al+3H2OAl(OH)3+3H

+

C.CO2能使石蕊試液變紅:CO2+H2OH2CO32H+CO|-

D.用Na2cO3溶液處理水垢中的Cas。,:COj(aq)+CaSC>4(s)QCaCC)3(s)+SOj(aq)

9.(2025北京二十中高二上期末)下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是()

A.鐵遇冷濃硝酸表面鈍化,可保護內(nèi)部不被腐蝕

B.鋼管與電源正極連接,鋼管可被保護

C.鋼管與銅管露天堆放在一起時,鋼管不易被腐蝕

D.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,負極反應是Fe-3e-=Fe3+

二、填空題

10.(2025北京十一學校高二上期末)微生物代謝過程與電極反應相結(jié)合的微生物電化學,可以有效降低

污水處理成本。

I.微生物燃料電池是以微生物作為催化劑,將污水中的有機物(如CeHiQe)轉(zhuǎn)化為CO?等無機物,如圖

所示。

外電阻

質(zhì)子交換膜

(l)a電極為該電池的填(“正極”或“負極”),電極反應式為

(2)電池使用時,負極區(qū)溶液的pH幾乎不變,請解釋原因

H.微生物電解池也以微生物為催化劑,將污水中的有機物轉(zhuǎn)化為CO?等無機物,如圖所示。

(3)電鍍、金屬冶煉等行業(yè)會產(chǎn)生重金屬廢水,利用該生物電解池可以回收含銅廢水中的銅,將廢水中的

Cu2+轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì),從而進行回收再利用。則含銅廢水應通入—室(填“陽極”或“陰極”),若有1.5mol

電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移,理論上生成銅的質(zhì)量為—o

(4)關(guān)于微生物原電池和微生物電解池的比較,下列說法正確的是—o

a.都需要外加電源b.能量轉(zhuǎn)化形式相同

c.都發(fā)生氧化還原反應d.都能除去廢水中的有機物

11.(2025北京昌平高二上期末)電化學電池技術(shù)在能量儲存及工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化方面具有重要價

值。

I.堿性甲醇(CH3OH)-空氣燃料電池,是目前一種高能量密度電池,該電池裝置的工作示意圖如圖所示。

(2)裝置中柏電極b上發(fā)生的電極反應式是。

(3)裝置中負極區(qū)的pH(填“升高”、“降低”或“不變”)。

II.堿性甲醇(CH3OH)-空氣燃料電池作為電源,利用圖所示方法可以從海水中提取CO2海水中含有HCO;等

海水(pH-8)

(4)結(jié)合化學用語說明b室如何實現(xiàn)CO2提取0

(5)b室排出的海水不可直接排回大海,需用該裝置中產(chǎn)生的物質(zhì)處理b室排出的海水,合格后(海水pHa8)

才能排回大海。結(jié)合化學用語說明該物質(zhì)是如何產(chǎn)生的o

三、解答題

12.(2025北京北師大附中高二上期末)鋰電池有廣闊的應用前景。用“循環(huán)電沉積”法處理某種鋰電池,

可使其中的Li電極表面生成只允許Li+通過的LizCO,和C保護層,工作原理如下圖1,具體操作如下。

i.將表面潔凈的Li電極和Mos2電極浸在溶有CO?的有機電解質(zhì)溶液中。

ii.0~5min,a端連接電源正極,b端連接電源負極,電解,MoS?電極上生成Li2cO3和C。

iii.5?lOmin,a端連接電源負極,b端連接電源正極,電解,MoS2電極上消耗Li2cO3和C,Li電極上

生成Li2c和C,步驟ii和步驟iii為1個電沉積循環(huán)。

iv.重復步驟ii和步驟道的操作,繼續(xù)完成9個電沉積循環(huán)。

------oabo------

/M0S2電極

U溶CO2的

有機電解質(zhì)_

電+—CC>2

極+

Li—?----------二

—Li+

圖1

(1)步驟ii內(nèi)電路中的Li+由向遷移(填“Li電極”或“M0S2電極”)。

(2)已知下列反應的熱化學方程式。

2Li(s)+2CO2(g)=Li2CO3(s)+CO(g)AH、=-539kJ/mol

CO2(g)+C(s)=2CO(g)AH2=+172kJ/mol

步驟ii電解總反應的熱化學方程式為o

(3)步驟iii中,Li電極的電極反應式為o

(4)受上述“循環(huán)電沉積”法的啟示,科學家研發(fā)了適用于火星大氣(主要成分是CO?)的“Li-CO?”可充電電

池,裝置工作原理如下圖2?!癓i-CO/電池充電時,Li電極表面生成Li而不會形成LizOs和C沉積,原

因是o

電源或負載

MOS2

只允許1/通過的膜

圖2

13.(2025北京四中高二上期末)利用黃銅礦(主要成分為CuFeS?,含有SiO?等雜質(zhì))生產(chǎn)純銅,流程示意

圖如下。

黃銅礦.

(1)礦石在焙燒前需粉碎,其作用是O

(2)(NHjSC>4的作用是利用其分解產(chǎn)生的SO,使礦石中的銅元素轉(zhuǎn)化為CuSO-(NHJSO4發(fā)生熱分解

的化學方程式是o

(3)礦石和過量(NHJ2SO4按一定比例混合,取相同質(zhì)量,在不同溫度下焙燒相同時間,測得:“吸收”過程

氨吸收率和“浸銅”過程銅浸出率變化如圖;40CTC和500℃時,固體B中所含銅、鐵的主要物質(zhì)如表。

2()1?一:.................................

250300350400450500550600

焙燒溫度-C

溫度/℃B中所含銅、鐵的主要物質(zhì)

400Fe2O3>C11SO4、CuFeS2

500Fe2(SO4)3>CuSO4>CuO

①溫度低于425℃,隨焙燒溫度升高,銅浸出率顯著增大的原因是o

②溫度高于425℃,根據(jù)焙燒時可能發(fā)生的反應,解釋銅浸出率隨焙燒溫度升高而降低的原因是0

(4)用離子方程式表示置換過程中加入Fe的目的o

(5)粗銅經(jīng)酸浸處理,再進行電解精煉;電解時用酸化的CuSO,溶液做電解液,并維持一定的c(H+)和

2+

c(Cu)o粗銅若未經(jīng)酸浸處理,消耗相同電量時,會降低得到純銅的量,原因是o

14.(2025北京二十中高二上期末)CO2的資源化利用是實現(xiàn)我國“雙碳”目標的有效途徑之一。

(1)杭州第19屆亞洲運動會開幕式主火炬創(chuàng)新使用“零碳”甲醇燃料,綜合利用焦爐氣中的H2與工業(yè)尾氣中

CO2合成綠色甲醇,實現(xiàn)了循環(huán)內(nèi)零碳排放。

1

①制備甲醇的主反應:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)A/f=-48.7kJmor,該過程中還存在一

1

個生成CO的副反應,結(jié)合反應:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH=-90.0kJ.moP,寫出該副反應的熱

化學方程式:。

②將CC)2和H?按物質(zhì)的量比1:3混合,以固定流速通過盛放?11/711/可/〃催化劑的反應器,在相同時間

T-CO2平衡轉(zhuǎn)化率—一CH30H平衡產(chǎn)率

f-COz實驗轉(zhuǎn)化率—CH30H實驗產(chǎn)率

〃(轉(zhuǎn)化為CH30H的CO?)

已知:CH30H產(chǎn)率=

"(通入的CO2總量)

i.催化劑活性最好的溫度為。(填字母序號)

a.483Kb.503Kc.523Kd.543K

ii.溫度升高時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,解釋原因:。

iii.溫度由523K升到543K,CH30H的實驗產(chǎn)率降低,解釋原因:。

(2)近年研究發(fā)現(xiàn),電催化C02和含氮物質(zhì)(NO;等)在常溫常壓下合成尿素,有助于實現(xiàn)碳中和及解決含食

廢水污染問題。向一定濃度的KNC)3溶液通co2至飽和,在電極上反應生成CO(NH?)2,電解原理如圖所

zj\O

C02

質(zhì)子交換膜

①電極b是電解池的極(填“陰”或“陽

②寫出電解過程中生成尿素[CO(NH2)21的電極反應式:

參考答案

1.C

【詳解】A.催化劑可通過降低反應活化能,加快反應速率,A正確;

+

B.根據(jù)圖示可知,電催化過程中N?得電子與氫離子結(jié)合成氨,電極反應:N2+6H+6e=2NH3,B正

確;

C.③未斷開N原子間的兀鍵,而是N原子間◎鍵,C錯誤;

D.圖可知,氫離子得電子生成了氫原子,兩個氫原子之間可以得到氫氣,因此該電極上可能發(fā)生生成氫

氣的反應,D正確;

答案選C。

2.C

【分析】裝置圖中右側(cè)為飽和食鹽水,右側(cè)電極上生成氣體,則右側(cè)為電解池的陽極,氯離子放電生成氯

氣,電極反應:2CZ--2e-=CZ2t;左側(cè)電極為陰極,發(fā)生還原反應,F(xiàn)ez。,在堿性條件下轉(zhuǎn)化為汽,電

極反應:Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH,中間為陽離子交換膜,由陽極移向陰極。

【詳解】A.右側(cè)為電解池的陽極,氯離子放電生成氯氣,陽極反應:2Cr-2e-=CZ2T,A正確;

B.左側(cè)電極為陰極,發(fā)生還原反應,尸4。3在堿性條件下轉(zhuǎn)化為民,電極反應:

Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+60H,陰極區(qū)溶液中O/T濃度逐漸升高,B正確;

C.理論上每消耗加。//^(工,轉(zhuǎn)移電子,生成3〃?。/氯氣,同時有由陽極移向陰極,陽極室

溶液減少質(zhì)量為:X71g/mol+6nwlx23g/mol=351g,C錯誤;

D.理論上每消耗加。任4O3,轉(zhuǎn)移6mH電子,生成氯氣,根據(jù)電荷守恒,則有由陽極移向

陰極,D正確;

故選Co

3.A

2

【詳解】A.硫化鈉溶液呈堿性是因為硫離子水解:S-+H2O^HS-+OH-,A錯誤;

3+

B.泡沫滅火器原理是硫酸鋁和碳酸氫鈉水解相互促進,反應完全:Al+3HCO;=Al(OH)3+3CO2T,

B正確;

2++

C.硫酸銅溶液顯酸性是由于銅離子水解:Cu+2H2OCU(OH)2+2H,C正確;

D.用惰性電極電解飽和食鹽水,陽極發(fā)生氧化反應生成氯氣,電極方程式:2Cr-2e-=Cl2T,D正確;

故選Ao

4.A

【詳解】A.反應在敞口容器中,反應放出的熱量會迅速擴散到空氣中,不能準確測量中和熱,A符合題

思;

B.通過測定收集一定體積的田所需的時間或一定時間收集H2的體積大小來測定鋅與稀硫酸反應速率,B

不符合題意;

C.將平衡球放在兩個不同溫度的水中,根據(jù)溫度變化與氣體顏色的深淺判斷溫度對化學平衡移動的影

響,C不符合題意;

D.電解飽和食鹽水陽極反應:2Cr-2e-=Cl2T,CL具有氧化性,可將碘離子氧化為碘單質(zhì),與淀粉作

用溶液變藍,D不符合題意;

答案選A。

5.D

【分析】圖a表示NaCl晶體,由于NaCl晶體中含有Na+和C「,而C「的電子層數(shù)比Na十多一層,所以

CT半徑大于Na+半徑;圖b表示熔融的NaCl,通直流電后,CT向陽極移動,則X極為陽極,Y為陰

極;圖c表示電解NaCl的水溶液。

【詳解】A.氯化鈉固體不存在自由移動的離子,所以該條件下不導電,故A正確;

B.由分析知,X電極為陽極,電極上發(fā)生氧化反應,故B正確;

C.隨著反應發(fā)生,水在Y電極上放電生成H2,水的電離程度增大,故C正確;

D.圖b和圖c裝置都能導電,圖b中Y的電極產(chǎn)物為Na,圖c中Y的電極產(chǎn)物為H2,故D錯誤;

故選D。

6.D

【分析】石墨a與外界負極相連,為陰極,左側(cè)雙極膜H+向左移動并在石墨電極a上生成H2,向右移

動,進入甲室,乙室中的Na+通過M膜進入甲室,生成NaOH,M膜為陽離子交換膜,石墨b為陽極,右

側(cè)雙極膜中的H+向左移動,OH-移向右側(cè)并在石墨電極b上生成02,乙室中NO1通過N膜進入丙室,生

成HNS,N極膜為陰離子交換膜。

【詳解】A.根據(jù)分析,石墨電極a為陰極,發(fā)生還原反應,電極反應為2H++2e=H2f,A錯誤;

B.根據(jù)分析可知,M膜為陽離子交換膜,N極膜為陰離子交換膜,B錯誤;

C.乙室高濃度的硝酸鈉,Na+移向甲室,生成NaOH,NO1移向丙室,生成HNCh,同時乙室生成低濃度

的NaNCh,C錯誤;

D.陽極生成ImolCh,電子轉(zhuǎn)移4mol,可得到4moiHNO3,D正確;

答案選D。

7.C

【詳解】A.隨著反應的進行,一段時間后溶液中的c(H+)減小,同時陰極發(fā)生電極反應:

Cu2++2e-=Cu,生成的Cu覆蓋在陰極鐵制鍍件表面,阻礙了H+與鐵的接觸,故氣體減少,A正確;

B.因為溶液中有H+和Cd+,鐵制鍍件與其接觸,鐵可能與H+和C/+發(fā)生氧化還原反應生成Fe?+,B正

確;

C.當陰極有Cu析出時,陰極電極反應:Cu2++2e-=Cu,陽極電極反應:Cu-2e-=Ci?+,又因為②中

電解液中無Fe元素,根據(jù)得失電子守恒,溶液c(Cu2+)不變,C錯誤;

D.②中Cu?+與NIVHq反應生成[CU(NH3)4/,使得c(c『)比①溶液中c(Cu2+)小,Cu緩慢析出,

鍍層更致密,D正確;

答案選c。

8.C

【詳解】A.熔融的NaCl中只含有Na+和Cl,可利用電解熔融的NaCl制Cb,對應的化學方程式正確,A

不符合題意;

B.Ab(SO4)3溶液中的AF+可發(fā)生水解生成A1(OH)3膠體,膠體表面積大,有較強的吸附能力,能除去渾

濁淡水中的懸浮顆粒物,對應的離子方程式正確,B不符合題意;

+

C.H2cCh屬于二元弱酸,分兩步電離,電離方程式應為H2CO3^H+HCO;,HCOJUH++CO,,C

符合題意;

D.CaCCh在水中的溶解度比CaS04更小,可利用沉淀的轉(zhuǎn)化原理將不易溶于酸的CaSCU轉(zhuǎn)化成易溶于酸

CaC03,從而最終達到除水垢的目的,對應的離子方程式正確,D不符合題意;

故選Co

9.A

【詳解】A.鐵遇冷濃硝酸表面鈍化,鈍化膜可阻止內(nèi)部金屬與濃硝酸進一步反應,從而保護內(nèi)部金屬不

被腐蝕,A正確;

B.鋼管與電源正極連接,鋼管作陽極,鐵失電子生成Fe2+,從而加快腐蝕,B錯誤;

C.鋼管與銅管露天堆放在一起時,二者與表面的水膜構(gòu)成原電池,鋼管作負極,從而加速腐蝕,C錯

誤;

D.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,F(xiàn)e作負極,F(xiàn)e失電子生成Fe?+,則負極反應是Fe-2e-=Fe?+,D錯誤;

故選Ao

10.(1)負極C6Hl2。6-24仃+6H2O6CO2T+24H+

(2)生成的H+通過質(zhì)子交換膜向右側(cè)移動,因此負極區(qū)溶液的pH幾乎不變

⑶陰極48g

(4)cd

【詳解】(1)a電極將污水中的有機物(如C6Hlq6)轉(zhuǎn)化為CO?等無機物,碳元素化合價上升,故a為負

極,發(fā)生失去電子的氧化反應,電極反應為:C6Hl206-24-6H2O=6CO2T+24H+;

(2)負極電極反應式為C6Hl206-24-6H2O6CO2T+24H+,當轉(zhuǎn)移24moi電子時,生成的24moiH+通過質(zhì)

子交換膜向右側(cè)移動,故負極區(qū)溶液的pH幾乎不變;

(3)將廢水中的Cd+轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì),銅元素化合價下降,得到電子,故含銅廢水應通入陰極,發(fā)生反應

Cu2++2e-=Cu,若有L5mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移,則理論上生成銅的質(zhì)量為U15|w0x/64g/根。/=48g;

(4)a.微生物原電池不需要外加電源,a錯誤;

b.微生物原電池是化學能轉(zhuǎn)化為電能,微生物電解池是電能轉(zhuǎn)化為化學能,能量轉(zhuǎn)化形式不相同,b錯

誤;

c.均有元素化合價發(fā)生變化,都發(fā)生氧化還原反應,c正確;

d.由題干信息可知,微生物原電池和微生物電解池都能將污水中的有機物轉(zhuǎn)化為CO?等無機物,d正確;

故選cdo

I.⑴負極

(2)O2+4e-+2H2O=4OH-

(3)降低

++

(4)a室發(fā)生電極反應為2H2O-4e=O2+4H,H+通過陽離子交換膜移動到b室,HCO;+H=CO2T+H2O,實

現(xiàn)C02的提取

(5)c室發(fā)生電極反應2H2O+2e=2OH-+H2T,b室中的Na+通過陽離子交換膜進入c室,產(chǎn)生NaOH溶液

【分析】L堿性甲醇空氣燃料電池中,通入甲醇的電極為負極,發(fā)生氧化反應生成COj:CH3OH-6e-

+8OH=CO^+7H2O,正極上發(fā)生還原反應,。2得電子與水反應得到OH"O2+4e+2H2O=4OH-;

II.電解海水a(chǎn)室為陽極室發(fā)生氧化反應:2H2O-4e-=O2+4H+,H+通過陽離子交換膜移動到b室,HCO;

+

+H=CO2t+H2O,實現(xiàn)CO2的提取。

【詳解】(1)經(jīng)過分析,鉗電極a發(fā)生氧化反應,粕電極a為負極;

(2)鋁電極b為正極,發(fā)生的電極反應式是:Ch+4e-+2H2O40H-;

(3)根據(jù)負極的反應式為:CH3OH-6e-+8OH=CO^+7H2O,消耗OH離子,負極區(qū)的pH降低;

(4)電解海水a(chǎn)室為陽極室發(fā)生氧化反應:2H2O-4e\O2+4H+,H+通過陽離子交換膜移動到b室,HCO;

+H+=CO2T+H2O,實現(xiàn)CO2的提??;

(5)由于c室發(fā)生電極反應2H2O+2e-=2OH-+H2f,b室中的Na+通過陽離子交換膜進入c室,產(chǎn)生NaOH

溶液,b室產(chǎn)生的是pH=6的酸性廢水,需要用c室產(chǎn)生的NaOH中和后才能排回大海。

12.(1)Li電極MOS2電極

⑵4Li(s)+3CO2(g)=2Li2co3(s)+C(s)AH=-1250kJ/mol

+

(3)4Li+3CO2+4e-=2Li2CO3+C

(4)電解質(zhì)中未溶解CO2,內(nèi)電路的隔膜只允許Li+通過不允許CO?通過,陽極生成的CO?無法遷移到陰極

放電,轉(zhuǎn)化為C和CO:。

【詳解】(1)步驟ii中,a端連接電源正極,作陽極,b端連接電源負極,作陰極,電解池中陽離子向陰

極移動,則Li+由Li電極移向MoS2電極;

(2)步驟ii電解總反應的化學方程式為4Li+3co?=2Li2cO3+C,反應

I.2Li(s)+2CO2(g)=Li2CO3(s)+CO(g)AH,=-539kJ/mol;反應II.CO2(g)+C(s)=2CO(g)

AH2=+172kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律:反應1X2-反應II得步驟ii電解總反應的

AH=(-539kJ/mol)x2-(+172kJ/mol”-1250kJ/mol,所以步驟ii電解總反應的熱化學方程式為

4Li(s)+3co2(g)=2Li2co3(s)+C(s)AH=-1250kJ/mol;

(3)步驟iii中,a端連接電源負極,作陰極,b端連接電源正極,作陽極,Li電極的電極反應式為:

+

4Li+3CO2+4F=2Li2CO3+C;

(4)由圖可知,電解質(zhì)中未溶解CO2,“Li-C?!闺姵爻潆姇r,內(nèi)電路的隔膜只允許Li+通過不允許C。?

通過,陽極生成的CO?無法遷移到陰極放電,轉(zhuǎn)化為c和co;,

13.(1)增大接觸面積,加快反應速率,使反應更充分

(2)(NH4)7SO4=2NH3T+SO3T+H2O

(3)溫度低于425C,隨焙燒溫度升高,(NHj/O,分解產(chǎn)生的SO3增多,可溶物Cust),含量增加,

故銅浸出率顯著增加溫度高于425℃,隨焙燒溫度升高發(fā)生反應:

4CuFeS2+170,+2CuSO4=6CuO+2Fe2(SO4)3+4SO3,CuFeS?和CuSC\轉(zhuǎn)化成難溶于水的CuO,銅浸出率

降低

(4)Fe+Cu2+=Cu+Fe2+

(5)粗銅若未經(jīng)酸浸處理,其中雜質(zhì)Fe會參與放電,則消耗相同電量時,會降低得到純銅的量

【分析】黃銅礦(主要成分為CuFeS2,含有SiCh等雜質(zhì))粉碎后加入硫酸鏤通入空氣焙燒,黃銅礦在硫酸鏤

生成的S03作用下,轉(zhuǎn)化成CuS04,得到的混合氣體中主要含NH3,用硫酸吸收,得到硫酸鏤,是溶液A

的主要溶質(zhì),可以循環(huán)利用,固體B為SiCh、CuSCU及含鐵的化合物,加水分離,主要形成含硫酸銅的濾

液和含SiCh的濾渣,分別為濾液C和濾渣D,向硫酸銅溶液中加入過量的鐵,置換得到粗銅和FeSCU,粗

銅再精煉可以得到純銅。

【詳解】(1

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