- 电解池
- 共5205题
随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视.目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
根据题意完成下列各题:反应达到平衡时,
(1)平衡常数表达式K=______,升高温度,K值______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=______(用 nB tB 表示)
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的,下列有关该体系的说法正确的是______
a.氢气的浓度减少
b.正反应速率加快,逆反应速率也加快
c.甲醇的物质的量增加
d.重新平衡时增大
(4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是:______(用化学方程式表示).
(5)使用燃料电池是节能减排的重要手段之一.CO和H2(俗称水煤气)燃料电池就是其中的一种,该电池的两极分别通入燃料气(水煤气)和氧气.电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-.水煤气在一定条件下可以合成二甲醚,同时还产生一种可以参与大气循环的无机化合物,3CO+3H2=CH3OCH3+CO2 或 2CO+4H2=CH3OCH3+H2O.上述水煤气燃料电池的负极反应方程式:(写1个)______.
(6)如图是丙烷、二甲醚燃烧过程中能量变化图,其中x为各自反应中对应的系数.根据该图写出二甲醚燃烧的热化学方程式:______
正确答案
(1)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,根据反应方程式可知,平衡常数为K=,由图象可知,当温度升高时,甲醇的物质的量减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则平衡常数减小,
故答案为:K=; 减小;
(2)由图象可知,时间达到tB时,甲醇的物质的量为nB,则甲醇的反应速率为v(CH3OH)=mol•(L•min)-1,由方程式可知v(H2)=2v(CH3OH)=
mol•(L•min)-1,
故答案为:mol•(L•min)-1;
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的,体系的压强增大,正逆反应速率增大,平衡向正反应方向移动,甲醇的物质的量增加,由于温度不变,则平衡常数不变,达新平衡时,虽然氢气反应一部分,但由于体积的影响大于平衡移动的影响,则氢气的浓度增大,
故答案为:bc;
(4)Cu2O能被CO还原生成CO2和Cu,该反应为可逆反应,反应体系中通入少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,反应为Cu2O+CO
2Cu+CO2,
故答案为:Cu2O+CO
2Cu+CO2;
(5)CO和H2都具有还原性,为燃料电池的负极,被氧化失去电子生成CO2和H2O,电极反应为CO+O2--2e-=CO2,或H2+O2--2e-=2H2O,
故答案为:CO+O2--2e-=CO2,H2+O2--2e-=2H2O;
(6)由图象可知生成1mol水时,二甲醚燃烧放出485KJ的热量,则生成3mol水,放出的热量为3×485KJ=1455KJ,
所以热化学方程式为CH3OCH3(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1455kJ•mol-1,
故答案为:CH3OCH3(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1455kJ•mol-1.
能源问题是人类社会面临的重大课题,日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌.而甲醇是未来重要的绿色能源之一.
(1)已知:在25℃、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ.请写出甲醇燃烧的热化学方程式.______
(2)目前有科学家在一定条件下利用水煤气(CO+H2)合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g).甲醇的物质的量与反应温度的关系如图所示:
①合成甲醇反应的△H______0.(填“>”、“<”或“=”)
②其它条件不变,将E点的容积压缩到原来的1/2,正反应速率加快,逆反应速率______.(填“加快”、“减慢”、“不变”),重新平衡时c(CH3OH)/c(CO)______.(填“增大”、“减小”或“不变”)
③230℃时,平衡常数K=1.若其它条件不变,将温度升高到450℃时,达到平衡时,K______1 (填“>、<或=”)
(3)、下列有关甲醇的说法正确的是______
A.甲醇能使蛋白质变性 B.甲醇能发生消去反应
C.甲醇不能被催化氧化 D.甲醇与钠反应比水与钠反应剧烈
(4)利用甲醇燃料电池设计如图所示的装置:则该装置中Zn极为______极;写出a极的电极反应式______.
正确答案
(1)由1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,则1mol甲醇燃烧放出的热量为32×22.68kJ=725.8 kJ,即燃烧热△H=-725.8 kJ•mol-1,
由反应物与生成物、物质的状态、反应热,则甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l);△H=-725.8 kJ•mol-1,
故答案为:CH3OH(l)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l);△H=-725.8 kJ•mol-1;
(2)①由图可知,500℃比300℃达平衡时甲醇的物质的量小,即升高温度化学平衡逆向移动,则正反应为放热反应,△H<0,故答案为:<;
②由其它条件不变,将E点的容积压缩到原来的1/2,则容积压缩时压强增大,加压时正、逆反应速率都加快,由水煤气合成甲醇的反应可知,
该反应是气体体积缩小的反应,则加压时平衡正向移动,甲醇的物质的量增大,CO的物质的量减小,则c(CH3OH)/c(CO)增大,
故答案为:加快;增大;
③由230℃时,平衡常数K=1,该反应为放热反应,由K=,温度升高到450℃时平衡向逆反应方向移动,生成物的浓度变小,
则K<1,故答案为:<;
(3)因有机物能使蛋白质变性,故A 说法正确;甲醇中没有邻位碳原子,则不能发生消去反应,故B说法错误;
由甲醇中碳原子连接羟基和氢原子,则能被氧化,故C说法错误;由甲醇中的羟基氢不如水中的羟基氢活泼,则甲醇与钠反应不如水与钠反应剧烈,
故答案为:A;
(4)由图可知,甲醇燃料电池中a极通入氧气,在碱性条件氧气得电子生成氢氧根离子,即通入氧气的为正极,正极反应为O2+4e-+2H2O-═4OH-,
b为电池的负极,后边的烧杯为电解池装置,锌与b相连,则锌极为阴极,故答案为:阴;O2+4e-+2H2O-═4OH-.
Ⅰ.肼(N2H4)又称联氨,广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池,NO2的二聚体N2O4则是火箭中常用氧化剂.试回答下列问题
(1)肼燃料电池原理如图所示,左边电极上发生的电极反应式为______.
(2)火箭常用N2O4作氧化剂,肼作燃料,已知:
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=-67.7kJ•mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ•mol-1
2NO2(g)⇌N2O4(g)△H=-52.7kJ•mol-1
试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:______.
Ⅱ.研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义.
(1)一定条件下,将2molNO与2molO2置于恒容密闭容器中发生反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g),下列各项能说明反应达到平衡状态的是______.
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.NO和O2的物质的量之比保持不变 d.每消耗1molO2同时生成2molNO2
(2)CO可用于合成甲醇,一定温度下,向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),达平衡后测得各组分浓度如下:
①列式并计算平衡常数K=______.
②若降低温度,K值增大,则反应的△H______0(填“>”或“<”).
③若保持体积不变,再充入0.6molCO和0.4molCH3OH,此时v正______v逆(填“>”、“<”或“=”).
正确答案
Ⅰ.(1)左端为负极,在碱性电解质中失去电子生成氮气和水,电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,故答案为:N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O;
(2)由①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=-67.7kJ•mol-1
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ•mol-1
③2NO2(g)⇌N2O4(g)△H=-52.7kJ•mol-1
根据盖斯定律可知②×2-①-③得2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g),△H=(-534.0kJ•mol-1)×2-(-67.7kJ•mol-1)-(-52.7kJ•mol-1)=-947.6 kJ•mol-1,
即热化学方程式为2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-947.6 kJ•mol-1,故答案为:2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-947.6 kJ•mol-1;
Ⅱ.(1)反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g),为反应前后气体的物质的量不等的反应,则
a.体系压强保持不变,则该反应达到平衡,故a正确;
b.该混合物中只有二氧化氮为红棕色气体,则混合气体颜色保持不变,即物质的浓度不变,则反应达到平衡,故b正确;
c.NO和O2的物质的量之比保持不变,则各物质的物质的量不发生变化,该反应达到平衡,故c正确;
d.每消耗1molO2同时生成2molNO2,只能说明正反应速率的关系,不能确定正逆反应速率的关系,则不能判断是否平衡,故d错误;
故答案为:abc;
(2)①由表格中平衡浓度,则算平衡常数为K==
L2•moL-2 (或0.67 L2•moL-2),
故答案为:L2•moL-2 (或0.67 L2•moL-2);
②降低温度,K值增大,则降低温度时平衡正向移动,即正反应为放热反应,△H<0,故答案为:<;
③若保持体积不变,再充入0.6molCO和0.4molCH3OH,Qc=L2•moL-2=K,则平衡不移动,即正逆反应速率相等,故答案为:=.
氨是氮循环过程中的重要物质,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。
(1)根据下图提供的信息,写出该反应的热化学方程式______________,下图的曲线中_________(填“a” 或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线。
(2)在恒容容器中,下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_______
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.单位时间内生成n mol N2的同时生成2n molNH3
C.容器内气体的密度不随时间的变化而变化
D.容器内压强不随时间的变化而变化
(3)500℃、50MPa时,在容积为1 L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为a。则K和a的关系是K=________。
(4)为了寻找合成NH3的适宜条件,某同学设计了三组实验(如下表),请在下表空格处填入相应的实验条件及数据。
(5)1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性的 SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温常压下高转化率的电解合成氨。其实验装置如图。阴极的电极反应式为_________________________ 。
正确答案
(1) ;b
(2)BD
(3)
(4)
(5)
氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一.
(1)传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为:N2+3H22NH3 △H<0.
①该反应的平衡常数K的表达式为:K=______.升高温度,K值______(填“增大”“减小”或“不变”).
②不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1:3).分析表中数据,______(填温度和压强)时H2转化率最高,实际工业生产不选用该条件的主要原因是______.
③下列关于合成氨说法正确是______(填字母)
A.使用催化剂可以提高氮气的转化率
B.寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C.由于△H<0、△S>0,故合成氨反应一定能自发进行
D.增大n(N2):n(H2)的比值,有利于提高H2的转化率
(2)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法.它既有液氢燃料电池的优点,又克服了液氢不易保存的不足.其装置为用铂黑作为电极,加入电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入氨气.其电池反应为
4NH3+3O2=2N2+6H2O
你认为电解质溶液应显______ 性(填“酸性”、“中性“、“碱性”),写出负极电极反应式______.
正确答案
(1)①根据化学方程式可写出平衡常数为k=,由于反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,则平衡常数减小,
故答案为:k=;减小;
②200℃、100MPa时氨气的含量最大,则H2转化率最高,但实际工业生产中越强不能太大,因压强太高,对生产设备要求也高,难以实现,
故答案为:200℃、100MPa;压强太高,对生产设备要求也高,难以实现;
③A.催化剂不影响平衡移动,故A错误;
B.寻找常温下的合适催化剂可减少能量的消耗,为研究的主要方向,故B正确;
C.△S<0,需在一定温度下才能进行,故C错误;
D.增大n(N2)可提高H2的转化率,故D正确.
故答案为:BD;
(2)氨气为碱性气体,易与酸反应,所以电解质溶液应呈碱性,负极发生氧化反应,氨气被氧化生产氮气,电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,
故答案为:碱性;2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.
能源是人类生存和发展的重要支柱.研究和有效地开发新能源在能源紧缺的今天具有重要的理论意义.已知H2与CO反应生成CH3OH的过程如图所示:CO的燃烧热△H2=-bkJ•mol-1,CH3OH的燃烧热△H3=-ckJ•mol-1.请根据以上信息,回答下列有关问题:
(1)CH3OH燃烧的热化学反应方程式为______.
(2)H2的燃烧热为______.
(3)一些化学键键能如下:C≡O为d kJ/mol;O=O为ekJ/mol;C=O为fkJ/mol.则由以上数据有b=______(用d、e、f的代数式表示).
(4)H2和CO的混合气体nmol,充分燃烧共放出QkJ热量,则混合气体中H2和CO的物质的量之比为______.
(5)CO与O2可以组成新型燃料电池,若该电池以Pt为电极,以KOH为电解质溶液,写出该燃料电池的负极反应式______.
正确答案
(1)CH3OH的燃烧热△H3=-ckJ•mol-1;燃烧热是可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,
热化学方程式为:2CH3OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+4H2O(l)△H=-2ckJ•mol-1
故答案为:2CH3OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+4H2O(l)△H=-2ckJ•mol-1
(2)依据甲醇和一氧化碳的燃烧热计算氢气的燃烧热:
①2CH3OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+4H2O(l)△H=-2ckJ•mol-1;
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-2bkJ•mol-1;
③2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l)△H=-aKJ/mol;
依据盖斯定律,③×2-②+①得到:4H2(g)+2O2(g)=4H2O(l)△H=-(2a-2b+2c)KJ/mol;
依据氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,氢气的燃烧热=KJ/mol;
故答案为:KJ/mol
(3)一些化学键键能如下:C≡O为d kJ/mol;O=O为ekJ/mol;C=O为fkJ/mol.
反应为:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-2bkJ•mol-1;
反应的焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和=2d+e-2×f×2=△H=-2b
b=2f-d-;
故答案为:2f-d-;
(4)H2和CO的混合气体nmol,设氢气为物质的量为X,一氧化碳物质的量为n-X;充分燃烧共放出QkJ热量
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-2bkJ•mol-1;
2 2b
n-X b(n-X)
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-(a-b+c)KJ/mol
2 a+c-b
X (a+c-b)
得到:b(n-X)+(a+c-b)=Q;
计算得到:X=
混合气体中H2和CO的物质的量之比=:
=(2bn-2Q):(bn-an-cn+2Q)
故答案为:(2bn-2Q):(bn-an-cn+2Q);
(5)CO与O2可以组成新型燃料电池,若该电池以Pt为电极,以KOH为电解质溶液,发生的电池反应的离子方程式为:2CO+O2+4OH-=2CO32-+2H2O;
原电池的正极电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-;用总反应离子方程式减去正极电极反应,化简得到负极电极反应:
CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O;
故答案为:CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O.
钛是继铁、铝后的第三金属,常温下钛的化学活性很小,仅能与氟气、氢氟酸等几种物质起作用.但在较高温度下,钛可与多种单质和化合物发生反应.工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石(含TiO2大于96%)等为原料生产.
(1)由金红石为原料采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下:
①沸腾氯化炉中反应:TiO2(s)+2Cl2 (g)=TiCl4(l)+O2(g),在常温下能否自发进行(已知该反应△H=184kJ/mol,△S=57.74J/K)______(选填:“能”或“不能”).
②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2kJ/mol;2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol;
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol.
则TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H=______kJ/mol
③海绵钛破碎后用0.5%~1.5%的盐酸洗涤,再用蒸馏水洗涤至中性,用盐酸洗涤的目的______.
(2)科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发,找出了冶炼钛的新工艺.试回答下列有关问题.
①TiO2直接电解法(剑桥法)生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如右图所示,
阴极获得钛可能发生的反应或电极反应为:______.
②SOM技术是一种绿色环保先进技术,阳极用金属陶瓷,并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开,阳极通入某种还原性气体,可防止CO、CO2污染物产生,通入的气体是______.
(3)海棉钛通常需要经过真空电弧炉里熔炼提纯,也可通过碘提纯法,原理为:
,下列说法正确的是______.
(a) 该反应正反应为的△H>0
(b) 在不同温度区域,TiI4的量保持不变
(c) 在提纯过程中,I2的量不断减少
(d) 在提纯过程中,I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区.
正确答案
(1)①△G=△H-T△S=184kJ/mol-298K×0.05774kJ/K=166.79kJ>0,所以不能自发进行,故答案为:不能;
②(I) Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2 kJ/mol;
(II) 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol;
(III) Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol,
将方程式2(II)-(I)-(III)得TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s),
△H=2×(-882.0kJ/mol)-(-804.2kJ/mol)-2.6kJ/mol=-970.2kJ/mol
故答案为:-970.2;
③海绵钛中含有钠、氯化钠和钛的低价氯化物,盐酸能和钠反应,且能溶解氯化钠及钛的低价氯化物,从而得到较纯的钛,故答案为:除去其中的过量的钠并溶解氯化钠及钛的低价氯化物;
(2)①电解时,阴极上得电子发生还原反应,所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子,电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-,故答案为:TiO2+4e-=Ti+2O2-;
②阴极上加入的物质应该具有还原性且是气体,反应后的生成物没有污染,水没有污染,所以该气体是氢气,故答案为:H2;
(3)(a)大多数混合反应是放热反应,该反应的正反应也是放热反应,则该反应正反应的△H<0,故错误;
(b) 高于400℃,钛和氯气反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解,所以在不同温度区域,TiI4的量不同,故错误;
(c) 在提纯过程中,高于400℃,碘和钛反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛,所以I2的量不变,故错误;
(d) 在提纯过程中,高于400℃,碘和钛反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛,所以I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区,故正确;
故选d.
脱除天然气中的硫化氢既能减少环境污染,又可回收硫资源。
(1)硫化氢与FeCl3溶液反应生成单质硫,其离子方程式为______________________________。
(2)用过量NaOH溶液吸收硫化氢后,以石墨作电极电解该溶液可回收硫,其电解总反应方程式为________________________(忽略氧的氧化还原);该方法的优点是________________________________。
(3)一定温度下,1 mol NH4HS固体在定容真空容器中可部分分解为硫化氢和氨气。
①当反应达平衡时p氨气×p硫化氢=aPa2,则容器中的总压为________Pa;
②下图是上述反应过程中生成物浓度随时间变化的示意图。若t2时增大氨气的浓度且在t3时反应再次达到平衡,请在图上画出t2时刻后氨气、硫化氢的浓度随时间的变化曲线。
正确答案
(1)2Fe3++H2S==S↓+2Fe2++2H+ (2)NaS+2H2OS↓+H2↑+2NaOH;副产物是氢气,生成的NaOH可循环利用
(3)①
②
随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500oC下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);△H=-49.0kJ/mol 测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率 v(H2)=_______________________;
②该反应的平衡常数K为__________(精确到小数点后两位)。若提高温度到800℃进行达平衡时;K值__________,n(CH3OH)/n(CO2)比值__________(以上两空填“增大”、“减小”或“不变”);
③平衡时CH3OH的体积分数为__________;
④若在相同条件下,起始时加入物质的量为:a mol CO2、b mol H2和c mol CH3OH、c mol H2O,达平衡后,CH3OH的体积分数仍为。则a、b、c的关系为__________。
(2)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为______________________。
正确答案
(1)①0.225mol/(L·min);②5.33;减小;减小;③30% ;④a+c=1、b+3c=3
(2)CO2+2e-+H2O=CO+2OH-
“84”消毒液是一种以次氯酸钠(NaClO)为主的高效消毒剂和漂白剂,被广泛用于医院、宾馆、家庭等的卫生消毒.回答有关问题.
(1)“84”消毒液显碱性,原因是发生水解反应:ClO-+H2O⇌HClO+OH-.
①该反应的平衡常数表达式K=______;25℃时某“84”消毒液pH为10,35℃时pH为11,则温度升高,K______(填“增大”、“不变”或“减小”).
②测定“84”消毒液的pH,应该选用______.
A.干燥的pH试纸 B.用蒸馏水湿润的pH试纸 C.pH计(或酸度计)
(2)在烧杯中盛放25mL某浓度的“84”消毒液,在光照下对其消毒效果的变化进行探究,实验结果如图1所示.
①a-b段导致消毒效果增大的主要反应是:______.
②b-c段导致消毒效果减弱的主要反应是:______.
(3)有一则报道称:有人在清洗卫生间时,因为把“84”消毒液和某清洁剂(含盐酸)混合使用,发生了中毒事故.原因是______.
(4)利用图2所示装置和试剂可以制得少量“84”消毒液.
①a电极的名称是______.②y电极的反应式为______.
正确答案
(1)①水解平衡常数表达式K=;升高温度,PH增大,氢氧根离子的浓度增大,次氯酸的浓度增大,次氯酸根离子的浓度减小,所以K增大,
故答案为:;增大;
②“84”消毒液具有漂白性,能使有色物质褪色.
A、“84”消毒液具有漂白性,能使干燥的pH试纸褪色,故A错误;
B、“84”消毒液具有漂白性,能使用蒸馏水湿润的pH试纸褪色,故B错误;
C、“84”消毒液不改变pH计(或酸度计),故C正确;
故选C;
(2)①次氯酸是比碳酸还弱的酸,次氯酸钠和二氧化碳、水反应生成次氯酸和碳酸钠2ClO-+CO2+H2O=2HClO+CO32-,增大了次氯酸的浓度而使消毒效果增大,
故答案为:2ClO-+CO2+H2O=2HClO+CO32-;
②次氯酸不稳定,在光照下能分解生成氯化氢和氧气2HClO 2HCl+O2↑,降低次氯酸的浓度,所以消毒效果降低,
故答案为:2HClO 2HCl+O2↑;
(3)次氯酸钠具有强氧化性,盐酸有还原性,次氯酸钠能和盐酸发生氧化还原反应生成氯气,氯气有毒,所以把“84”消毒液和某清洁剂(含盐酸)混合使用会发生中毒事故,
故答案为:NaClO和HCl反应生成Cl2或ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O;
(4)①由图2知,装置和试剂可以制得少量“84”消毒液,如果是x电极产生氯气,氯气会从导管口导出,从而得不到消毒液,所以只能是y电极产生氯气,即y电极为阳极,x电极为阴极,所以a为负极,b为正极,故答案为:负极;
②y为阳极,阳极上失电子发生氧化反应,溶液中氯离子的放电能力大于氢氧根离子的放电能力,所以氯离子在阳极上放电生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,
故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑.
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