2020-2021大连化学化学能与电能的专项培优易错难题练习题(含答案)

1、2020-2021 大连化学化学能与电能的专项培优易错 难题练习题 ( 含答案 )一、化学能与电能1 硝酸是氧化性酸，其本质是NO3 有氧化性，某课外实验小组进行了下列有关NO3 氧化性的探究（实验均在通风橱中完成）。实验装置编号溶液 X实验 -16 mol L稀硝酸实验 -115 mol L浓硝酸实验现象电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红棕色。电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为绿色。（ 1）实验 中，铝片作 _（填 “正 ”或 “负 ”）极。液面上方产生红棕色气体的化学方程式是 _ 。（2）实验 中电流计指针先偏向右边后偏向左

2、边的原因是_。查阅资料：活泼金属与-1稀硝酸反应有 H2+H21 mol L和 NH4 生成， NH4生成的原理是产生的过程中 NO3 被还原。（3）用上图装置进行实验 ：溶液 X 为-1稀硝酸溶液，观察到电流计指针向右偏1 mol L转。 反应后的溶液中含NH4+ 。实验室检验NH4+的方法是 _。 生成 NH4+的电极反应式是 _。（4）进一步探究碱性条件下NO3的氧化性，进行实验： 观察到 A 中有 NH3 生成， B 中无明显现象。 A、 B 产生不同现象的解释是 _。A 中生成 NH 的离子方程式是 _。3（5）将铝粉加入到 NaNO3 溶液中无明显现象，结合实验和 说明理由 _。【

3、答案】负2NO+O2=2NO2 Al 开始作电池的负极，Al 在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜后， Cu 作负极 取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH 溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+NO3-8e- 10 H+ NH4+ 3H2OAl 与 NaOH 溶液反应产生 H2 的过程中可将 NO3-还原为 NH3，而 Mg 不能与 NaOH 溶液反应8Al 3NO3-5OH- 2H2O 3NH3 8AlO2-因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成H2 的过程， NO3 无法被还原【解析】【分析】【详解】（1）实验 中，由于 Al 的金属活动性比 Cu 强，因此 Al 做负极。

4、铜片表面产生的无色气体是 NO，在液体上方 NO 被空气中的氧气氧化成红棕色的NO2，方程式为222NO+O =2NO ；（2）实验 中， Al 的金属活动性比 Cu 强， Al 开始作电池的负极，电流计指针先偏向右边；由于 Al 在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜，阻止了内层金属的进一步反应，因此，Cu作负极，电流计指针偏向左边；（3） 实验室检验NH4+有两种常用方法：方法一，取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH 溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+；方法二，取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH 溶液，加热，并在试管口放一蘸有浓盐酸的玻璃棒，若有白烟生成，证明

5、溶液中含NH4+； NH 4+的生成是NO3 被还原的结果，其电极反应式为NO3- 8e- 10 H+ NH4 + 3H2O（4） 观察到 A 中有 NH3 生成，是由于Al 与 NaOH 溶液反应产生 H2，并且与此同时， H2可将 NO3-还原为 NH3 ； B 中无现象是由于Mg 与 NaOH 溶液不反应； A 中生成 NH3 的离子方程式为 8Al3NO3- 5OH-2H2O 3NH3 8AlO2-；（5）铝与中性的硝酸钠溶液不能生成H2， NO3无法被还原，因此将铝粉加入到NaNO3 溶液中无明显现象。2 以 NaCl 为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。某研究小组探究Na

6、Cl 溶液对钢铁腐蚀的影响。（ 1）将滤纸用 3.5%的 NaCl 溶液润湿，涂上铁粉、碳粉的混合物，贴在表面皿上。在滤纸上加几滴检验试剂，再缓慢加入NaCl 溶液至没过滤纸，操作如下所示：实验 的现象说明，得电子的物质是_ 。碳粉的作用是_ 。为了说明NaCl 的作用，需要补充的对照实验是_。（ 2）向如图示装置的烧杯 a、 b 中各加入 30mL 3.5%的 NaCl 溶液，闭合 K，指针未发生偏转。加热烧杯 a，指针向右偏转。取 a、 b 中溶液少量，滴加K3Fe(CN)6溶液， a 中出现蓝色沉淀，b 中无变化， b 中铁片作_极。加热后，指针发生偏转的原因可能是_。（3）用（ 2）中

7、图示装置探究不同浓度NaCl 溶液对钢铁腐蚀的影响，向烧杯a、 b 中各加入 30mL 不同质量分数的NaCl 溶液，实验记录如下表所示。实验ab指针偏转方向I0.1%0.01%向右II0.1%3.5%向左3.5%饱和溶液向右 中， b 中电极发生的电极反应式是_。 中，铁在饱和 NaCl 溶液中不易被腐蚀。查阅资料可知：在饱和NaCl 溶液中 O2 浓度较低，钢铁不易被腐蚀。设计实验证明：_ 。（ 4）根据上述实验，对钢铁腐蚀有影响的因素是_ 。【答案】 O2 与铁组成原电池，作原电池的正极用水代替 NaCl 溶液进行上述实验正温度升高， Fe 还原性增强，反应速率加快Fe 2e-=Fe2+

8、另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl 溶液，再分别滴加几滴K3Fe(CN)6 溶液，然后往其中一个烧杯中通入 O2，观察现象温度、 NaCl 溶液的浓度、 O2 的浓度【解析】【分析】（ 1）铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，发生吸氧腐蚀生成氢氧根离子，溶液显碱性，遇到酚酞变红；（ 2） K3 Fe(CN)6 溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀； 温度升高， Fe 还原性增强，反应速率加快；（3） 依据不同浓度下，检流计指针偏转方向判断电极，书写电极反应式； 要证明在饱和 NaCl 溶液中 O2 浓度较低，钢铁不易被腐蚀，可以设计对比试验，一个实验中通入氧气，另一个实验中不

9、通入氧气，观察铁的腐蚀情况；（4）依据上述实验总结归纳解答。【详解】（ 1） 铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，酚酞变红说明生成氢氧根离子，发生吸氧腐蚀，故得电子的物质是O2； 铁与碳以氯化钠溶液为电解质形成原电，铁做原电池负极，碳做正极； 为了说明NaCl 的作用，需要补充的对照实验是，用水做电解质，代替氯化钠进行上述实验；（2） K3 Fe(CN)6 溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀，而取K3Fe(CN)6溶液， a 中出现蓝色沉淀，说明a 中生成二价铁离子，价铁离子生成，所以a 做负极， b 做正极；a、 b 中溶液少量，滴加b 中无变化， b 中没有二 加热后，指针发生偏转的原因可

10、能是：温度升高，（3） 依据图表中 组数据及指针向左偏转，则可知：Fe 还原性增强，反应速率加快；b 极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式：Fe 2e-=Fe2+； 要证明氧气浓度对金属腐蚀速率的影响，可以设计对比实验，如下：另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl 溶液，再分别滴加几滴K36溶液，然后往其Fe(CN)中一个烧杯中通入 O2，观察现象；（4）通过上述实验可知：对钢铁腐蚀有影响的因素是有温度、NaCl 溶液的浓度、 O2 的浓度。3 现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水，并测量电解产生的氢气的体积(约6 mL)和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。

11、(1)试从下图中选用几种必要的仪器，连成一整套装置，各种仪器接口的连接顺序(填编号 )是 A 接 _ ，B 接 _。(2)铁棒接直流电源的_极；碳棒上发生的电极反应为_。(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是_。(4)假定装入的食盐水为50 mL，一段时间后，产生5.6 mL(标准状况)H2 时，所得溶液在25 时的pH _。(5)若将B 电极换成铁电极，写出在电解过程中U 形管底部出现的现象：_。【答案】A 接 GFIB接 DEC负极2Cl 2e Cl2淀粉KI 溶液变蓝12白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色【解析】【分析】U 形管装置为电解装置，铁棒为阴极，连接电源负极，发生还原反应：2

12、H 2e=H2；碳棒为阳极，连接电源正极，发生氧化反应：2Cl 2e =Cl2，所以从 A 出来的是 H2，应该连接 G，然后 F 连接 I。淀粉 KI 溶液可以检验Cl2，所以 B 连接 D， E 连接 C，目的是吸收尾气 Cl2。【详解】(1)根据以上分析可知：A 接 GFI ， B 接 DEC；答案：A 接 GFIB接 DEC(2)铁棒不可连接电源正极，如果连接正极铁会失电子，发生氧化反应，所以必须连接电源负极；碳棒为阳极，连接电源正极，发生氧化反应： 2Cl 2e =Cl2；答案：负极 2Cl 2e Cl2(3)利用 Cl2+2KI=2KCl+I，碘单质使得淀粉溶液变蓝，证明氯气具有氧

13、化性；答案：淀粉 KI 溶液变蓝(4)2NaCl+2H2O2NaOH+ H2+ Cl22mol22.4Ln（ NaOH） 5.6 10 -3 Ln（ NaOH） = 25.610 3mol=0.0005mol22.4n NaOH0.0005mol=0.01mol/Lc(NaOH)=V=10 350kw=-lg11014pH=-lg=12c OH0.01答案： 12(5)若将 B 电极换成铁电极，总电极反应为Fe+2HOFe(OH)2+H2，后续反应 4Fe（OH） 2+O2+2H2O=4Fe（ OH） 3，因此现象为生成白色沉淀，迅速变成灰绿色最后变成红褐色。答案：白色沉淀迅速变成灰绿色最后变

14、成红褐色【点睛】试题以电解饱和食盐水为载体，旨在考查学生灵活运用电解原理解决实际问题的能力，明确电解原理、物质的性质特点是解答的关键。4 某同学设计了甲烷燃料电池并探究某些工业电解原理(如图所示 )，其中乙装置为探究氯碱工业原理 (X 为阳离子交换膜， C 为石墨电极 )，丙装置为探究粗铜精炼原理。请回答下列问题：(1)从 a 口通入的气体为 _。(2)B 电极的电极材料是 _。(3)写出甲中通甲烷一极的电极反应式：_ 。(4)写出乙中发生的总反应的离子方程式为_ 。【答案】氧气粗铜 CH4-222232-8e + 10OH = CO+ 7H O2Cl 2H OCl H 2OH【解析】【分析】

15、乙装置为探究氯碱工业原理，说明铁电极为阴极，则b 为电源的负极，即通入甲烷，a 为电源的正极，通入氧气。丙为电解精炼铜，则A 为精铜， B 为粗铜。【详解】乙装置为探究氯碱工业原理，说明铁电极为阴极，则b 为电源的负极，即通入甲烷，a 为电源的正极，通入氧气。丙为电解精炼铜，则A 为精铜， B 为粗铜。 (1)根据分析 a 极通入的为氧气；(2)B 连接电源的正极，是电解池的阳极，应为粗铜；(3)根据电解质溶液为氢氧化钾分析，甲烷失去电子生成碳酸根离子，电极反应为CH4 -8e- +10OH- = CO32 + 7H2O；(4)乙为电解氯化钠溶液，电解反应方程式为 2H2O。2ClCl2 H2

16、 2OH【点睛】掌握电解池的工作原理。若阳极为活性电极，即是除了铂金以外的其它金属时，金属放电，不是溶液中的阴离子放电。阴极为溶液中的阳离子放电。掌握燃料电池的电极的书写。注意电解质的酸碱性。5 某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。装置现象电解一段时间时，阳极石墨表面产生气体，阴极石墨上附着红色物质，烧杯壁变热，溶液由蓝色变为绿色（1）甲认为电解过程中阳极产生的是溶液变绿的原因，写出产生该物质的电极反应式：。2溶液中存在平衡：2+ 4Cl42( 黄色 )H 0。（2）乙查阅资料， CuClCuCuCl 据此乙认为 : 电解过程中，CuCl 4 2 ( 黄色 ) 浓度增大，与CuC

17、l2 蓝色溶液混合呈绿色。乙依CuCl 2 是 致溶液 的原因。据平衡移 原理推 在 解 程中CuCl 2 。 度增大的原因：4（3）丙改用下 装置，在相同条件下 解CuCl2 溶液， 溶液 色 象 探究。装置 象 解相同 ，阳极石墨表面 生气泡，溶液仍 色；阴极石墨上附着 色物 ，溶液由 色 色； U 型管 ，冷却后阴极附近溶液仍 色丙通 象分析 了甲和乙的 点均不是溶液 的主要原因。丙否定甲的依据是，否定乙的依据是。（4）丙 料：i. 解 CuCl2 溶液 可能 生 CuCl 2 ， CuCl 2 掺杂 Cu2+后呈黄色ii.稀 含 CuCl 2 的溶液生成CuCl 白色沉淀据此丙 ： 解

18、 程中， 生CuCl 2 掺杂 Cu2+后呈黄色，与 CuCl2 色溶液混合呈 色。丙 行如下 ：a取 解后 色溶液2 mL ，加 20 mL 水稀 ，静置5 分 后溶液中 生白色沉淀。b.另取少量 化 晶体和 粉，向其中加2 mL 酸，加 得含CuCl 2 的黄色溶液。c.冷却后向上述溶液d.取c 中2 mL溶液，加20 mL水稀 ，静置5 分 后溶液中 生白色沉淀。 a 的目的是。 充 c 中必要的操作及 象：。丙据此得出 ： 解 阴极附近生成【答案】（ 1） Cl 2； 2Cl -2e = Cl 2（2） 解 程放 致温度升高，Cu2+ + 4ClCuCl 4 2 正向移 ；（3）阳极附

19、近溶液仍 色；U 型管冷却后阴极附近溶液仍 色；（4） 明在上述 条件下， 解后的 色溶液中存在CuCl 2 ；Cu2+ + 4Cl + Cu = 2CuCl2 ；2 色溶液，直至溶液 色与 解后 色溶液基本相同。加入 CuCl【解析】 分析：（1） 解 程中阳极 生氧化反 ，溶液中的 离子放 生成 气， 气溶于水，溶液可能呈 色，故答案 ：2-2e= Cl2；Cl ；2Cl（2） 解 程放 致温度升高，Cu2+ + 4ClCuCl 4 2 正向移 ， CuCl 42 度2+2增大，故答案 ： 解 程放 致温度升高，Cu + 4Cl4正向移 ；CuCl （3）阳极生成了 气，但阳极附近溶液仍

20、色， 明不是生成 气的 故；Cu2+ + 4Cl CuCl4 2( 黄色 )H 0，温度降低，平衡正向移 ，溶液 呈 黄色，但U 型管冷却后阴极附近溶液仍 色，因此乙的推断也不正确，故答案 ：阳极附近溶液仍 蓝色； U 型管冷却后阴极附近溶液仍为绿色；（ 4）根据信息，取电解后绿色溶液2 mL ，加 20 mL 水稀释，静置 5 分钟后溶液中产生白色沉淀，说明电解后的绿色溶液中存在CuCl 2 ，故答案为：证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在CuCl2 ；氯化铜晶体和铜粉加入2 mL浓盐酸中，加热获得含CuCl 2 的黄色溶液，反应的离子方程式为 Cu2+ + 4Cl + Cu = 2

21、CuCl2 ，故答案为：Cu2+ + 4Cl + Cu = 2CuCl2 ；c的步骤就是证明电解时阴极附近生成CuCl 2 是导致溶液变绿的原因，因此操作及现象为加入 CuCl2 蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同，故答案为：加入 CuCl2 蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同。考点：考查了物质性质的探究实验方案的设计的相关知识。6 某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：编号电极材料电解质溶液电流指针偏转方向1MgAl稀盐酸偏向 Al2AlCu稀盐酸偏向 Cu3Al石墨稀盐酸偏向石墨4MgAlNaOH溶液偏向 Mg5

22、AlZn浓硝酸偏向 Al试根据上表中的实验现象回答下列问题：（1）实验 1、 2 中 Al 所作的电极是否相同？（2）实验 1、 4 中 Al 所作的电极是否相同？（3）写出实验 3 中的电极反应式正极：；（4）用电子式表示氯化镁的形成过程：【 答 案 】 （ 1 ） 不 同 ； （ 2 ） 不 同 ； （3 ） 2H 2e=H ； （ 4）2。【解析】试题分析：（1）实验 1： Mg 比 Al活泼，两者都和盐酸反应，因此Mg 作负极， Al 作正极，实验2： Al 比 Cu 活泼， Al 作负极， Cu 作正极，故Al 所作的两极不相同；（ 2）实验4 中，虽然Mg比 Al 活泼，但 Mg不

23、与氢氧化钠反应，而Al 可以，因此 Al 作负极， Mg作正极，因此Al所作的两极不相同；（3）实验3 中，正极反应式为2H 2e =H2；（ 4）MgCl2 是离子 化 合 物 ，用 电 子式 表示 氯 化镁 形 成 过 程 ：。考点：考查原电池中正负极的判断、电子式表示化合物形成过程等知识。7 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4 和 O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。回答下列问题：甲烷燃料电池负极的电极反应为_ 。闭合 K 开关后， a、 b 电极上均有气体产生，其中b 电极上得到的是_

24、（填化学式），电解氯化钠溶液的总反应方程式为_ ；若每个电池甲烷通入量为1 L( 标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为4 1_( 法拉第常数F9.65 10C mol，列式计算），最多能产生的氯气体积为 _L( 标准状况）。【答案】 CO 7HO(1 ） CH4 10OH 8e22电解42222(2 ） H2NaCl2H O2NaOHH Cl(3 ）3.45 10 C 4【解析】试题分析：（1）甲烷在负极通入，电解质溶液显碱性，则甲烷燃料电池负极的电极反应为 CO2 7H2O；CH410OH 8e（ 2 ） b电极是阴极，氢离子放电，产生22NaClH ；惰性电极电解食盐水的方程

25、式为电解2H2 O2NaOH H2 Cl 2。(3 ） 1分 子 甲 烷 失 去 8 个 电 子 ， 则 理 论 上 通 过 电 解 池 的 电 量 为1L89.65 104 1422.4L / molCmol3.45 10 C；根据电子得失守恒可知产生氯气的体1L8积是 22.4L / mol22.4L / mol4mol 。2【考点定位】本题主要是考查电化学原理的应用与有关计算【名师点晴】应对电化学定量计算的三种方法：（1）计算类型：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH 的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。（ 2）方法技巧：根据电子守恒计

26、算：用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。根据关系式计算：根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。例如：， ( 式中 M为金属， n 为其离子的化合价数值）该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。在电化学计算中，还常利用Q I t 和Q n(e ） NA1.60 10 19C 来计算电路中通过的电量。8 某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验探究。利用如图

27、所示装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。（1）写出负极的电极反应式：_。（ 2）某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设：假设 1：铁参与反应，被氧化生成 Fe2 ；假设 2：铁参与反应，被氧化生成 Fe3 ；假设 3： _。（ 3）为了探究假设 1、 2，他采取如下操作：取 0 01 mol/L FeCl3 溶液2 mL 于试管中，加入过量铁粉；取操作试管的上层清液加入2 滴 K3Fe （ CN） 6 溶液，生成蓝色沉淀；取少量正极附近溶液加入2 滴 K3Fe （ CN） 6 溶液，未见蓝色沉淀生成；取少量正极附近溶液加入2 滴 KSCN溶液，未见

28、溶液变红。据、现象得出的结论是_ 。（ 4 ） 该 实 验 原 理 可 应 用 于 防 护 钢 铁 腐 蚀 ， 请 再 举 一 例 防 护 钢 铁 腐 蚀 的 措 施_ 。利用如图所示装置做电解50 mL 0 5 mol/L的 CuCl 2 溶液实验。实验记录：A阳极上有黄绿色气体产生，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色（提示：Cl 2氧化性大于IO3 ）；B电解一段时间以后，阴极表面除有铜吸附外，还出现了少量气泡和浅蓝色固体。（ 1 ）分析实验记录A 中试纸颜色变化，用离子方程式解释： _ ； _。（2）分析实验记录B 中浅蓝色固体可能是 _ （写化学式）【答案】（ 1） Zn 2e=

29、Zn2（ 2）铁参与反应，被氧化生成Fe2 和 Fe3（3）正极附近溶液不含 Fe2 和 Fe3 （ 4）油漆（其他合理答案均可）（ 1） 2I Cl 2=I 2 2Cl 5Cl2 I 2 6H2O=10Cl 2IO3 12H（2） Cu（ OH） 2【解析】试题分析：（1）锌比铁活泼，锌为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn 2e=Zn2。（2）根据假设 1、 2 进行分析，得出假设3 为铁参与反应，被氧化生成Fe2和 Fe3 。（3）从分析得出的试管中含有223；Fe；现象说明不含Fe ；现象说明不含Fe因此可得出的结论是正极附近溶液不含23。Fe和 Fe（4）防护钢铁腐蚀的措施

30、有油漆、电化学保护法等。（ 1）阳极上氯离子放电，有氯气产生，由于2I Cl 2=I 2 2Cl ，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝；当氯气过量时，会发生反应5Cl 2 I 2 6H2O=10Cl 21O3 12H，颜色褪去。（2）电解一段时间后， Cu2浓度下降， H开始放电，溶液pH 增大， Cu2 转化为 Cu（ OH）2。【考点定位】本题主要是考查了原电池和电解池原理的应用与有关判断【名师点晴】电化学是历年高考的重要考点之一，考查的内容为：提供电极材料和电解质溶液判断能否形成原电池，原电池电极名称判断及电极反应式的书写，提供反应方程式设计原电池、电解池（包括电镀池、精炼池），根据电解时

31、电极质量或溶液p H 的变化判断电极材料或电解质种类，电解产物的判断和计算，结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。解答电解池相关题目时，应从几步入手：看电极（材料），判断电极本身是否参与反应。看溶液，判断电解液中的阳离子、阴离子种类，从而判断在阴极、阳极发生反应的微粒。看隔膜，判断两极反应发生后阴离子、阳离子的浓度变化，从而判断溶液中微粒穿过阴（阳）离子隔膜的方向和产物。9（ 9 分）某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO3 、MnO2 、FeCO3、 MgO、 SiO2、Al2O3 等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，流程如下：阴离子膜法电

32、解装置如下图所示：（1）写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式：。（2）已知 Ksp (Fe(OH)3) = 4383+110 ，假设溶液中Fe 离子浓度为0 1 mol L，则开始生成Fe(OH) 沉淀的 pH 是 _，沉淀完全的 pH 是 _。（可能用到的数据：3lg= -0 1 lg=02）（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH 如下表：离子Fe3+A13+Fe2+Mn 2+Mg2+开始沉淀的 pH1 23 77 07 89 3沉淀完全的 pH3 74 79 69 810 8加氨水调节溶液的pH 等于6，则 “滤渣（待处理）”的成分是（写化学式），滤液中含有的阳离子有H+和（写

33、符号）。（4）在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在，且滤渣A 中也无 MnO2，请用离子方程式解释原因：。（5）电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则A 电极是直流电源的极。实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为。（6）该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn 2+进入阳极区发生副反应生成MnO 2造成资源浪费，写出该副反应的电极反应式：。【答案】（ 9 分）（ 1） MnCO3 2H+Mn 2+CO2H2O（ 2） 1 9 3 2（ 3） Al(OH)3、 Fe(OH)3Mn 2+、 Mg2+、 NH4+（ 4） MnO2 +2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H

34、2O（ 5）负极 4OH-4e- O2 2H2O（ 6） Mn 2+ 2e- 2H2O MnO2 4H+【解析】试题分析：（ 1）硫酸为可溶性强电解质可拆，碳酸锰难溶于水，不可拆，所以反应的离子方程式： MnCO3 2H+ Mn 2+ CO2 H2O（2）由 Ksp (Fe(OH)383+） c3（ OH-）可知： c3（ OH-） =4 1037，又因为 c3 ) = 410 =c（ Fe（H+） =Kw/ c 3（ OH-）， pH=- lg c （ H+）。所以开始生成Fe(OH)3 沉淀的 pH 是 1 9。残留在溶液中的离子浓度小于-5-1时就认为沉淀完全，同理可得沉淀完全的pH 是110 mo l?L32（3）加氨水调节溶液的pH 等于 6， Fe3+A13+沉淀完全，则 “滤渣（待处理） ”的成分是Al(OH)3、 Fe(OH)3， Fe2+被双氧水完全氧化成Fe3+，滤液中含有的阳离子有H+、 Mn 2+、Mg2+。（4） MnO2 在酸性条件下被Fe2+还原成了 Mn 2+，所以在浸出液里锰元素只以Mn 2+的形式存在，用