- 电解池
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(15分)如下图为相互串联的甲、乙两电解池。试回答:
(1)若甲电解池利用电解原理在铁上镀银,则B是(填电极材料),电极反应为,甲中电解质溶液的溶质为__________。
(2)若甲电解池某极增重4.32g,则乙槽中Fe极上放出的气体在标准状况下的体积是__________mL。
(3)若乙电解池中剩余溶液仍为400mL,则电解后所得溶液的pH等于__________。
正确答案
(1)Ag Ag-e-→Ag+AgNO3 (2)448 (3)13
略
如图是某具有高效能的高铁电池的实验装置,已知放电后,两极得到铁的相同价态的化合物。
请问答下列问题:
(1)该电池放电时正极发生的电极反应是_________;若该电池属于二次电池,则充电时阴极的电极反应式为_________________
(2)此盐桥中阴离子定向移动的方向是__________;若用某种高分子材料制成隔膜代替盐桥,该隔膜允许通过的离子是____。
(3)高铁酸钾具有极姒的氧化性,是一种优良的水处理剂。请完成FeO42- 与水反应的化学方程式:4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+_______;K2FeO4在处理水的过程中所起的作用是作净水剂和____。
(4)用适量的K2FeO4配制 =1.0 mol·L-1的试液,将试液分别置于20℃、40℃、60℃的恒温水浴中,测出 的变化如图I所示,则(3)中反应的△H_______0(填“>”、“<”或“=”),温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是_______________。
(5) 在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法中正确的是___________。
a.无论溶液的酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
b.向pH=2的这种溶液中加KOH溶液至pH=10,HFeO4- 的分布分数先增大后减小
c.向pH=8的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:
H2FeO4+OH-=HFeO4-+H2O)
正确答案
(1) FeO42- +4H2O+3e-= Fe(OH)3↓+5OH- ;Fe(OH)3+3e-=Fe+3OH-
(2)由左池到右池 ;K+和H+
(3)3O2↑ ;杀菌消毒
(4)> ; 温度升高,反应速率加快,平衡向正反应方向 移动(或其他合理答案)
(5)b
纳米氧化亚铜(Cu2O)是一种用途广泛的光电材料,常用的制备方法有电化学法、湿化学法等。电化学法可用铜棒和石墨作电极,电解Cu(NO3)2稀溶液制备。湿化学法的制备过程为:在KOH溶液中加入一定量的CuSO4溶液,再加入一定量的还原剂--肼(N2H4),加热并保持温度在90℃。检验反应完全后,分离、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为:
4CuSO4 + N2H4 + 8KOH = 2Cu2O + N2↑+ 4K2SO4 + 6H2O
⑴电化学法制备Cu2O时,铜棒做________极,阴极生成Cu2O的电极反应式为______________________。
⑵湿化学法中,检验纳米Cu2O已经生成的实验方法是_____________________。
⑶湿化学法得到的产品中常含有Cu。称取某产品1.76 g(设仅含Cu2O和Cu),加入足量的稀硝酸,充分反应后得到标准状况下的NO气体224mL,计算产品中Cu2O的质量分数。(写出计算过程)
正确答案
⑴阳极;2Cu2+ + 2e-+ H2O == Cu2O+2H+
⑵丁达尔效应
⑶ n(Cu2O) ×144mol/L+ n(Cu)×64mol/L =1.76 g
n(Cu2O)×2 + n(Cu)×2 = 0.224/22.4 mol×3
解得:n(Cu2O)= 0.01 mol n(Cu)=0.005 mol
w(Cu2O) = 0.818=81.8%
碘缺乏症遍及全球,多发生于山区,南美的安第斯山区、欧洲的阿尔卑斯山区和亚洲的喜马拉雅山区是高发病地区。我国云南、河南等10余省的山区发病率也较高,据估计我国患者大约有1 000万人。为控制该病的发生,较为有效的方法是食用含碘食盐。我国政府以国家标准的方式规定在食盐 中添加碘酸钾(KIO3),据此回答下列问题。
(1)碘是合成下列哪种激素的主要原料之一( )
A.胰岛素 B.甲状腺激素 C.生长激素 D.雄性激素
(2)长期生活在缺碘山区,又得不到碘盐的供应,易患( )
A.甲状腺亢进 B.佝偻病 C.地方性甲状腺肿 D.糖尿病
(3)可用盐酸酸化的碘化钾和淀粉检验食盐中的碘酸钾。反应的化学方程式为___,氧化产物 与还原产物的物质的量之比为____,能观察到的明显现象是____。
(4)已知KIO3可用电解方法制得。原理是:以石墨为阳极,以不锈钢为阴极,在一定电流强度和温 度下电解KI溶液。总反应化学方程式为KI+ 3H2OKIO3+3H2↑,则两极反应式分别为阳极___,阴极____。
(5)在某温度下,若以12 A的电流强度电解KI溶液10 min,理论上可得标准状况下氢气___L。
正确答案
(1) B
(2) C
(3) 5KI+ KIO3+6HCl=6KCl+ 3H2O+3I2 ;5:1 ;溶液变蓝色
(4)I-+3H2O -6e-=IO3-+6H+ ;6H+ +6e-=3H2↑
(5)0. 837
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(忽略氧的氧化还原)为 ___________________________________;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(NH3)×p(H2S) = a(Pa2),则容器中的总压为_____________Pa;
②如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) Na2S+2H2OS↓+H2↑+2NaOH 或S2++2H2O
S↓+H2↑+2OH-;产物NaOH可循环使用,也可得副产品H2
(3)①
②
开发具有广谱、高效、低毒的杀菌、消毒剂是今后发展的趋势。
(1)Cl2、H2O2、ClO2(还原产物为Cl-)、O3(1 molO3转化为1 molO2和1mol H2O)等物质常被用作消毒剂。等物质的量的上述物质消毒效率最高的是 ____。(填序号)
A.Cl2
B.H2O2C.ClO2
D.O3
(2)氯氨(NH2Cl)可作为杀菌剂,请用化学方程式表示氯氨在水中的杀菌机理:___
(3)氯溴海因(C5H6 BrClN2O2)是一种比较安全的氯气和氯制剂的替代产品,其结构式如下图所示: 氯溴海因在水中的水解过程比较复杂,主要是水解生成次卤酸和海因,请画出海因的结构式:___。
(4)以铂(Pt)和铁为电极,以KOH溶液为电解液,用电解法可制备高铁酸钾 (K2FeO4)。写出阳极的电极反应式:____。
正确答案
(1)C
(2)NH2Cl+H2O=NH3+HClO
(3)
(4)Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O
下图是某同学自己设计的装置:用大塑料瓶子截去瓶底,留瓶口一段约8cm~10cm,瓶口配一胶塞由里向外塞紧。A、B两极是用镀铬曲别针伸直做成,由塞子露头处连接导线。试回答:其所用电源为 电,由图可知A端为 极;与A端相连接的试管中得到的气体是 ,可用 来检验。
正确答案
直流电 正极;氧气 带火星的木条
本题是一道电解水的综合题,它既涉及电解水电源的选择、电极的确定,还涉及到气体的确定和检验。解题时首先应分析图中信息(A端产生气体体积少),得出A端汇集的是氧气结论后(正、氧、少;负、氢、多)。方能正确解答本题。
肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性液体,与氧气或氮的氧化物反应均可生成氮气和水,可用作火箭燃料。
(1)写出肼与一氧化氮反应的化学方程式: __________________________。
(2)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。该电池放电时,负极的电极反应式是__________________________。
(3)如图所示是一个电化学装置示意图。用肼--空气燃料电池作此装置的电源。
①如果A为含有铁、银、金、碳等杂质的粗铜,B为纯铜,C为CuSO4。通电一段时间后,溶液中Cu2+的浓度将________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②如果A是铂电极,B是石墨电极,C是硫酸,阴极的电极反应式是_______________________________________。利用该装置可制得少量过氧化氢:在阳极上SO42-被氧化成S2O82-(过二硫酸根离子),S2O82-与H2O反应生成H2O2:S2O82-+2H2O===2SO42-+H2O2+2H+。若要制取1 mol H2O2,该燃料电池理论上需消耗_____________ mol N2H4。
正确答案
(1)N2H4+2NO===2N2+2H2O
(2)N2H4+4OH--4e-===N2+4H2O
(3)①减小;②2H++2e-===H2↑;0.5
(1)用甲烷制氢是一种廉价的制氢方法。有关的热化学方程式如下
CH4(g)+1/2O2(g)CO(g)+2H2(g);△H= -36kJ/mol ①
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g);△H= +216kJ/mol ②
①下列说法正确的是_________。
A.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+504kJ/mol
B.当反应①中υ(CH4)正=υ(CO)正时,表明该反应达平衡状态
C.其它条件不变时,增大体系压强,反应①②中甲烷的转化率均增大
D.为维持恒定温度(不考虑热量损失),某反应器中同时发生反应①与②时,消耗甲烷的物质的量之比为6∶1
②某温度下,在100L反应器中充入甲烷和水蒸汽的物质的量分别为100mol和300mol 时,假定只发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。当甲烷的转化率为0.5时,此时平衡常数为__________。
(2)发蓝液是由NaNO3、NaNO2及NaOH配成的,在加热条件下,通过三步反应使铁表面生成一层致密的
Fe3O4:
3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+H2O+NH3↑ ①;
8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O4Na2Fe2O4+3NH3↑ ②;
以及第三步生成四氧化三铁。请补充第三步反应的方程式并配平:______________________。
(3)为了使铝表面形成较厚的氧化膜,工业上常用电解硫酸溶液的方法,在阳极上生成氧化铝,写出此时阳极的电极反应:_________________。
(4)将固体草酸锰MnC2O4·2H2O放在一个可以称出质量的容器里加热。固体质量随温度的变化关系如下图所示(质量单位为g):则214℃时,剩余固体的成分为____________。(填化学式);在280℃时,剩余固体的成分为____________。(填化学式)
正确答案
(1)①D;②1.35
(2)Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH
(3)3H2O+2Al-6e-=Al2O3+6H+(4)MnC2O4;MnO
在25℃时,用石墨电极电解1.0L 2.5mol/LCuSO4溶液。5min后,在一个石墨电极上有3.2gCu生成。
试回答下列问题:
(1)________极发生氧化反应,电极反应式为___________________
(2)有________mol电子发生转移,得到O2的体积(标准状况)是________mL,溶液的pH是________
(3)如用等质量的两块铜片代替石墨作电极,电解相同时间后两铜片的质量相差________g,电解液的
pH________(填“变小”.“变大”或“不变”)
正确答案
(1)阳;2H2O-4e-==4H++O2↑(或4OH--4e-==2H2O+O2↑)
(2)0.1;560;1
(3)6.4;不变
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