（12分）最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸，总反应为：2CH

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（12分）最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸，总反应为：2CH₃CHO + H₂O

CH₃CH₂OH + CH₃COOH
实验室中，以一定浓度的乙醛—Na₂SO₄溶液为电解质溶液，
模拟乙醛废水的处理过程，其装置示意图如右图所示。

（1）若以甲烷燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入          （填化学式）气体。
（2）电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体。电极反应如下：
阳极：① 4OH^-- 4e^- ="=" O₂↑+ 2H₂O
②
阴极：①
② CH₃CHO + 2e^- + 2H₂O ="=" CH₃CH₂OH + 2OH^-
（3）电解过程中，阴极区Na₂SO₄的物质的量      （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）已知：乙醛、乙醇的沸点分别为20.8℃、78.4℃。从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是                     。
（5）在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m³乙醛的含量为3000 mg/L的废水，可得到乙醇            kg（计算结果保留小数点后1位）。

答案

（1）CH₄（2）CH₃CHO -2e^- + H₂O ="=" CH₃COOH + 2H⁺ 4H⁺+ 4e^- ="=" 2H₂↑或4H₂O + 4e^- ="=" 2H₂↑+ 4OH^-（写成“2H⁺+ 2e^- ="=" H₂↑”不扣分）（3）不变
（4）蒸馏（5）1.9

解析

（1）电解池中和电源负极相连的是阴极，所以b是负极，a是正极。原电池中负极失去电子，所以甲烷在负极通入。
（2）电解池中阳极失去电子，所以阳极除OH^－放电以外，乙醛也失去电子，被氧化生成乙酸，方程式为CH₃CHO -2e^- + H₂O ="=" CH₃COOH + 2H⁺；阴极得到电子，所以阴极除乙醛也得到电子，被还原生成乙醇外，氢离子得到电子，方程式为4H⁺+ 4e^- ="=" 2H₂↑。
（3）根据（2）可知，硫酸钠不参与反应，所以硫酸钠的物质的量不变。
（4）根据乙醇和乙醛的沸点相差较大可知，要分离二者，应该采用蒸馏。
（5）根据电极反应式可知，阴极区生成的乙醇是

。

举一反三

铅蓄电池放电时发生下列变化：负极：Pb＋SO₄^2—－2e^－===PbSO₄正极：PbO₂＋4H^＋＋SO₄^2—＋2e^－===PbSO₄＋2H₂O，使用该电池电解CuSO₄溶液，要得到纯铜1．6 g，这时铅蓄电池消耗的H₂SO₄的物质的量为

A．0．025 mol

B．0．05 mol

C．0．1 mol

D．0．2 mol

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（10分）在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体，上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图．接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成．停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动．静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色．根据上述实验回答：

（1）阳极上的电极反应式为________．
（2）阴极上的电极反应式为________．
（3）原上层液体是________．
（4）原下层液体是________．
（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是__________________________________．
（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是______________________________，现象是__________________________________．

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（8分）某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水，探究过程如下：
实验1：如图所示连接装置，电源接通后，与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生；与电池正极相连的铜丝由粗变细．电解开始30 s内，阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH约为10．随着沉淀量的逐渐增加，橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部，溶液始终未出现蓝色．

实验2：将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出，分装在两支小试管中，以后的操作和现象如下：

序号	操作	现象
①	滴入稀硝酸溶液	沉淀溶解，有无色气泡产生，最终得到蓝色溶液
②	滴入稀硫酸溶液	橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物，溶液呈现蓝色

阅读资料：常见铜的化合物颜色如下：

物质	颜色	物质	颜色
氯化铜	固体呈棕色，浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色	氢氧化亚铜（不稳定）	橙黄色
碱式氯化铜	绿色	氢氧化铜	蓝色
氧化亚铜	砖红色或橙黄色	氯化亚铜	白色

请回答下列问题：
（1）铜的常见正化合价为________、________，最终试管底部橙黄色沉淀的化学式________________．
（2）阴极上发生的反应为________________；阳极上发生的反应为________________．
（3）写出实验2中①、②的离子方程式：
①____________________________________，②______________________________．

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（10分）某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏伽德罗常数的值，其实验方案的要点为：
①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图：

②在电流为I A，通电时间为t s后，精确测得某电极上析出的铜的质量为m g．
试回答：
（1）连接这些仪器的正确顺序为：（用图中标注仪器接线柱的英文字母表示，下同）E接________，C接________，________接F．
（2）写出B电极上发生反应的离子方程式________________．G试管中淀粉KI溶液变化的现象为__________________，相应的离子方程式是__________________．
（3）为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序是________．（选填下列操作步骤的编号）
①称量电解前电极质量
②刮下电解后电极上的铜并清洗
③用蒸馏水清洗电解后电极
④低温烘干电极后称量
⑤低温烘干刮下的铜后称量
⑥再次低温烘干后称量至恒重
（4）已知电子的电荷量为1．6×10^－¹⁹C．试列出阿伏伽德罗常数的计算表达式：N_A＝________．

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（14分）课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法.某研究性学习小组将下列装置如图连接，D、F、X、Y 都是铂电极、C、E是铁电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题:

（1）电源B 极的名称是___________。
（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是:___________ _____。
（3）设电解质溶液过量，则同一时内C、D电极上参加反应的单质或生成的单质的物质的量之比是__________。
（4）欲用丙装置将粗铜（含少量铁、锌等杂质）精炼，G极材料应该是__________（填“粗铜”或“精铜”），电解液中原电解质的物质的量浓度将__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）装置丁中的现象是________________________________________。
（6）设甲池中溶液的体积在电解前后都是500ml，当乙池所产生气体的体积为4.48L（标准状况）时，甲池中所生成物质的物质的量浓度为 mol/L。

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