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當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年北京十五中高二（上）期中化學(xué)試卷> 試題詳情

電化學(xué)原理被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的許多方面，利用電解法脫除煤中的含硫物質(zhì)【主要成分是二硫化亞鐵（FeS₂）】的原理如圖所示。
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（1）陰極石墨棒上有無(wú)色氣體產(chǎn)生，陰極的電極反應(yīng)式是

2H⁺+2e^-═H₂↑

。
（2）補(bǔ)全脫硫反應(yīng)的離子方程式：

FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O═2SO₄^2?+15Fe²⁺+16H⁺

[]FeS₂+[]____+[]____═[]

+[]____+[]____
（3）相同反應(yīng)時(shí)間，F(xiàn)eCl₃對(duì)脫硫率的影響如圖所示。
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①電解脫硫過程中，F(xiàn)eCl₃所起的作用是

催化劑

②FeCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.5%時(shí)，脫硫率隨FeCl₃濃度的增大而下降，結(jié)合電極反應(yīng)式解釋可能的原因是

隨著FeCl₃濃度的增大，可能發(fā)生Fe³⁺在陰極放電或者Cl^?在陽(yáng)極放電等副反應(yīng)，導(dǎo)致與FeS₂反應(yīng)的Fe³⁺濃度減小，脫硫率降低；或隨著FeCl₃濃度的增大，平衡Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺正向移動(dòng)，產(chǎn)生更多Fe（OH）₃ 膠體，導(dǎo)致煤漿聚沉，脫硫率降低

。
（4）研究發(fā)現(xiàn)，電解時(shí)若電壓過高，陽(yáng)極有副反應(yīng)發(fā)生，造成電解效率低。
電解效率η的定義：η（B）=

（

生成

所用的電子

）

（

通過電極的電子

）

100%
某電壓下電解100mL煤漿-FeCl₃-H₂SO₄混合液，煤漿中除FeS₂外不含其他含硫物質(zhì)，混合液中H₂SO₄濃度為0.01mol?L^-1，F(xiàn)eCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%。當(dāng)陰極收集到224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時(shí)（陰極無(wú)副反應(yīng)發(fā)生），測(cè)得溶液中
c（

）=0.02mol?L^-1，η（

）=

35%

（忽略電解前后溶液的體積變化）。
（5）利用電解法脫硫的優(yōu)點(diǎn)有

脫硫速率快、Fe³⁺可循環(huán)利用，制取高純H₂等

（寫出一點(diǎn)即可）。

【考點(diǎn)】電解原理．

【答案】2H⁺+2e^-═H₂↑；FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O═2SO₄^2?+15Fe²⁺+16H⁺；催化劑；隨著FeCl₃濃度的增大，可能發(fā)生Fe³⁺在陰極放電或者Cl^?在陽(yáng)極放電等副反應(yīng)，導(dǎo)致與FeS₂反應(yīng)的Fe³⁺濃度減小，脫硫率降低；或隨著FeCl₃濃度的增大，平衡Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺正向移動(dòng)，產(chǎn)生更多Fe（OH）₃ 膠體，導(dǎo)致煤漿聚沉，脫硫率降低；35%；脫硫速率快、Fe³⁺可循環(huán)利用，制取高純H₂等

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/10/25 0:0:1組卷：3引用：1難度：0.5

相似題

1．工業(yè)廢水中常含有一定量有毒的
C
r
2
O
2
-
7
和
C
r
O
2
-
4
，需進(jìn)行處理后再排放。處理含
C
r
2
O
2
-
7
和
C
r
O
2
-
4
的工業(yè)廢水常用的方法有兩種。
方法一：還原沉淀法。
C
r
O
2
-
4
H
+
①
轉(zhuǎn)化
C
r
2
O
2
-
7
F
e
2
-
②
還原
Cr³⁺
OH
-
③
沉淀
Cr（OH）₃↓
（1）請(qǐng)寫出第①步中
C
r
O
2
-
4
與
C
r
2
O
2
-
7
在溶液中存在的平衡：

，下列能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

（填標(biāo)號(hào)）。
A.
C
r
O
2
4
與
C
r
2
O
2
7
的物質(zhì)的量相等
B.溶液顏色不變
C.v_正（
C
r
2
O
2
-
7
）=2v_逆（
C
r
O
2
-
4
）
（2）第②步中，每3molFeSO₄可還原

mol
C
r
2
O
2
-
7
，該反應(yīng)的離子方程式

。
方法二：電解法。用石墨和Fe作電極電解含
C
r
2
O
2
-
7
的酸性廢水，隨著電解的進(jìn)行，陰極附近溶液pH升高，陽(yáng)極附近Fe²⁺將
C
r
2
O
2
-
7
還原為Cr³⁺，最后Cr²⁺以Cr（OH）₃形式沉淀。
（3）在電解除鉻的過程中，石墨電極為

（填“陰極”或“陽(yáng)極”），F(xiàn)e電極的電極反應(yīng)式為

。
（4）在陰極附近溶液pH升高的原因是

（填電極反應(yīng)式及必要的文字）。
（5）當(dāng)Fe電極質(zhì)量減小3.36g時(shí)，理論上可處理

（填含a的表達(dá)式）L含ag?L^-1
C
r
2
O
2
-
7
的酸性廢水。
發(fā)布：2024/10/25 4:0:2組卷：4引用：1難度：0.6
解析
2．回答下列問題：
（1）工業(yè)上，在強(qiáng)堿性條件下用電解法除去廢水中的CN^-，裝置如圖所示，依次發(fā)生的反應(yīng)有：

ⅰ.CN^--2e^-+2OH^-=CNO^-+H₂O
ⅱ.2Cl^--2e^-=Cl₂↑
ⅲ.3Cl₂+2CNO^-+8OH^-=N₂+6Cl^-+2
CO
2
-
3
+4H₂O
①石墨電極上發(fā)生

（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)；陰極反應(yīng)式為

。
②除去1molCN^-，外電路中至少需要轉(zhuǎn)移

mol電子。
③為了使電解池連續(xù)工作，需要不斷補(bǔ)充

（填化學(xué)式）
（2）用零價(jià)鐵（Fe）去除水體中的硝酸鹽（
NO
-
3
）已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一，F(xiàn)e還原水體中的
NO
-
3
的反應(yīng)原理如圖所示。

①作負(fù)極的物質(zhì)是

（填名稱）
②正極的電極反應(yīng)式是

。
發(fā)布：2024/10/20 4:0:2組卷：83引用：3難度：0.6
解析
3．氯化鈉是一種化工原料，可以制備多種物質(zhì)，如圖所示。

請(qǐng)根據(jù)以上轉(zhuǎn)化關(guān)系填寫下列空白。
（1）氯化鈉溶液通電后，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

。
氫氣在氯氣中燃燒的現(xiàn)象是

。
（2）氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。從氧化劑和還原劑角度分析，該反應(yīng)中氯氣的作用是

。
（3）檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈蠧l^-的方法是

。
發(fā)布：2024/10/16 0:0:1組卷：2引用：1難度：0.5
解析

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