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题型:简答题
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简答题

工业上电解制碱的技术是用离子交换膜法,主要原料是饱和食盐水.下图为离子交换膜法电解原理示意图:请回答下列问题:

(1)A极为电解槽的______ 极(正、负、阴、阳),电极反应式为______

(2)电解槽中部的阳离子交换膜把电解槽隔成了阴极室和阳极室,它只允许______(填离子符号,下同)通过,而不允许______和气体通过.

(3)电解法制碱的主要原料饱和食盐水是由粗盐制得,其中含有泥沙及Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,因此必须精制.精制时所用试剂为①NaOH ②Na2CO3 ③BaCl2④盐酸,这四种试剂的添加顺序为______ (填序号).

(4)若将标准状况下6.72升阳极气体通入热的氢氧化钠溶液中,反应中只有一种元素的化合价发生改变,电子转移数是0.5×6.02×1023,产物中得到了两种含氯化合物,写出该反应的离子方程式:______

正确答案

解:(1)电解池中和电源的正极相连的是电解池的阳极,所以A极为电解槽的阳极,氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl-→2e-+Cl2↑,故答案为:阳;2Cl-→2e-+Cl2↑;

(2)阳离子交换膜只允许阳离子钠离子通过,而阴离子氢氧根和氯离子均不能通过,故答案为:Na+;Cl-、OH-

(3)粗盐提纯时加试剂的原则是:氢氧化钠除去镁离子和三价铁离子,碳酸钠一定加在氯化钡之后,这样碳酸钠既可以除去钙离子又可以除去多余的钡离子,盐酸加在最后来除去多余的碳酸根离子和氢氧根离子,故答案为:③②①④;

(4)氯气和热的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水,方程式为:3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O,反应中Cl元素的化合价由0价升高到+5价,0.3mol氯气参加反应,电子转移数是0.5×6.02×1023

故答案为:3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O.

解析

解:(1)电解池中和电源的正极相连的是电解池的阳极,所以A极为电解槽的阳极,氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl-→2e-+Cl2↑,故答案为:阳;2Cl-→2e-+Cl2↑;

(2)阳离子交换膜只允许阳离子钠离子通过,而阴离子氢氧根和氯离子均不能通过,故答案为:Na+;Cl-、OH-

(3)粗盐提纯时加试剂的原则是:氢氧化钠除去镁离子和三价铁离子,碳酸钠一定加在氯化钡之后,这样碳酸钠既可以除去钙离子又可以除去多余的钡离子,盐酸加在最后来除去多余的碳酸根离子和氢氧根离子,故答案为:③②①④;

(4)氯气和热的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水,方程式为:3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O,反应中Cl元素的化合价由0价升高到+5价,0.3mol氯气参加反应,电子转移数是0.5×6.02×1023

故答案为:3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O.

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题型: 单选题
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单选题

以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是(  )

A未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该电池的充电过程

B因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系

C电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率

D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用

正确答案

C

解析

解:A、未通电前上述镀锌装置可构成原电池,因原电池反应与电镀时所发生的反应为不同的两个反应,故电镀过程不是该原电池的充电过程,故A错误;

B、电解过程中确实存在电能转化成热能的情况,但电镀时通过的电量与析出的锌的量存在确定的关系,与能量的其他转化无关,故B错误;

C、电镀时保持电流恒定,即单位时间内转移的电子数恒定,则消耗的反应物与产生的生成物的量恒定,也就是反应速率恒定,与温度无关,故C正确;

D、镀锌层破损后,能形成锌铁原电池,铁为正极,锌为负极,同样起到保护铁的作用,故D错误.

故选C.

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题型:简答题
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简答题

Ⅰ.如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连.若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,请回答:

(1)X极上的电极反应式:______.在X极附近观察到的现象是______

(2)Y电极上的电极反应式为______,检验该电极反应产物的方法是______

Ⅱ.三峡大坝使万里长江变成黄金水道,但三峡船闸的防腐蚀是现实而又紧迫的任务,请你分析:

(1)船闸主要发生的是______腐蚀,并请写出腐蚀的电极反应式:

负极:______;正极:______

(2)请你对三峡船闸的防腐蚀提出一项合理化建议:____________

正确答案

解:Ⅰ、(1)和电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,所以该电极附近氢氧根浓度增大,碱性增强,滴入几滴酚酞试液会变红,

故答案为:2H++2e-=H2↑;放出气体,溶液变红;

(2)和电源的正极相连的电极Y极是阳极,该电极上氯离子失电子发生氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,可以用于氯气的检验,

故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色;

Ⅱ、(1)接触水及空气,主要发生吸氧腐蚀,铁在负极放电生成亚铁离子,氧气在正极得电子生成氢氧根.电极反应式为

负极:2Fe-4e-=2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-=4OH-

故答案为:吸氧;2Fe-4e-=2Fe2+;O2+2H2O+4e-=4OH-

(2)保护船闸可以及时刷油漆,保护钢铁不与空气和水接触;或在船闸上镶嵌锌块并及时补充;或将直流电源的负极焊接到船闸上,并不间断供电.

故答案为:及时刷油漆,保护钢铁不与空气和水接触;或在船闸上镶嵌锌块并及时补充;或将直流电源的负极焊接到船闸上,并不间断供电.

解析

解:Ⅰ、(1)和电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,所以该电极附近氢氧根浓度增大,碱性增强,滴入几滴酚酞试液会变红,

故答案为:2H++2e-=H2↑;放出气体,溶液变红;

(2)和电源的正极相连的电极Y极是阳极,该电极上氯离子失电子发生氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,可以用于氯气的检验,

故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色;

Ⅱ、(1)接触水及空气,主要发生吸氧腐蚀,铁在负极放电生成亚铁离子,氧气在正极得电子生成氢氧根.电极反应式为

负极:2Fe-4e-=2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-=4OH-

故答案为:吸氧;2Fe-4e-=2Fe2+;O2+2H2O+4e-=4OH-

(2)保护船闸可以及时刷油漆,保护钢铁不与空气和水接触;或在船闸上镶嵌锌块并及时补充;或将直流电源的负极焊接到船闸上,并不间断供电.

故答案为:及时刷油漆,保护钢铁不与空气和水接触;或在船闸上镶嵌锌块并及时补充;或将直流电源的负极焊接到船闸上,并不间断供电.

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题型:简答题
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简答题

某研究小组模拟工业无隔膜电解法处理电镀含氰废水,进行以下有关实验.填写下列空白:

实验Ⅰ:制取次氯酸钠溶液.

用石墨做电极电解饱和氯化钠溶液制取次氯酸钠溶液,设计图1所示装置进行实验.

(1)电源中,a电极名称是______

(2)反应时,生成次氯酸钠的离子方程式为______

实验Ⅱ:测定含氰废水处理百分率.

利用所示装置(图2)进行实验.将CN-的浓度为0.200 0mol•L-1的含氰废水100mL与100mL NaClO溶液(过量)置于装置②锥形瓶中充分反应.打开分液漏斗活塞,滴入100mL稀H2SO4,关闭活塞.

已知装置②中发生的主要反应依次为:CN-+ClO-═CNO-+Cl-,2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O

(3)①和⑥的作用是______

(4)装置②中,生成需由装置③除去的物质的离子方程式为______

(5)反应结束后,缓缓通入空气的目的是______

(6)为计算该实验中含氰废水被处理的百分率,需要测定______的质量.

(7)上述实验完成后,为了回收装置③中的CCl4需要的操作是______

(8)若要研究装置②中所加稀硫酸的最佳浓度,请设计利用该装置进行实验的记录表.

要求:①在进行理论判断后,将理论浓度作为第一组实验数据;②记录表要体现实验过程中的不变量、自变量、因变量;③可将提供的方框作为表的外边框使用.

正确答案

解:I.(1)a电极一侧有一根导气管,说明该电极产生氢气,a连接的电极为阴极,则a为原电池负极,故答案为:负极;

(2)氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子反应方程式为:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O,

故答案为:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O;

II.(3)根据装置①⑥中试剂的性质和装置位置知,其作用为防止空气中二氧化碳对实验结果造成干扰,所以其作用是排除空气中的二氧化碳对实验的干扰,

故答案为:排除空气中的二氧化碳对实验的干扰;

(4)根据已知装置②中发生的主要反应依次为CN-+ClO-═CNO-+Cl-、2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O,可知溶液中有氯离子、氢离子和次氯酸根离子,酸性条件下,氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气,产生的氯气用碘化钾吸收,所以发生的离子反应方程式为:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,

故答案为:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O;

(5)反应后装置中残留二氧化碳,应继续通过将净化的空气,将装置内的残留的二氧化碳全部进入装置⑤,以减少实验误差,

故答案为:使装置中残留的二氧化碳全部进入装置⑤;

(6)通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量,根据关系式计算含氰废水处理百分率,则需要测定装置⑤反应前后的质量,

故答案为:装置⑤反应前后质量或沉淀;

(7)四氯化碳不溶于水,可通过分液分离,然后蒸馏可得到,

故答案为:分液、蒸馏;

(8)研究装置②中所加稀硫酸的最佳浓度,应在硫酸体积和NaClO体积相同的条件下用不同浓度的硫酸进行对照实验,第1组硫酸的浓度可为0.100mol/L,然后改变硫酸的浓度,应该为第一组的倍数,

所以可以设计为:

故答案为:

解析

解:I.(1)a电极一侧有一根导气管,说明该电极产生氢气,a连接的电极为阴极,则a为原电池负极,故答案为:负极;

(2)氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子反应方程式为:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O,

故答案为:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O;

II.(3)根据装置①⑥中试剂的性质和装置位置知,其作用为防止空气中二氧化碳对实验结果造成干扰,所以其作用是排除空气中的二氧化碳对实验的干扰,

故答案为:排除空气中的二氧化碳对实验的干扰;

(4)根据已知装置②中发生的主要反应依次为CN-+ClO-═CNO-+Cl-、2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O,可知溶液中有氯离子、氢离子和次氯酸根离子,酸性条件下,氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气,产生的氯气用碘化钾吸收,所以发生的离子反应方程式为:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,

故答案为:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O;

(5)反应后装置中残留二氧化碳,应继续通过将净化的空气,将装置内的残留的二氧化碳全部进入装置⑤,以减少实验误差,

故答案为:使装置中残留的二氧化碳全部进入装置⑤;

(6)通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量,根据关系式计算含氰废水处理百分率,则需要测定装置⑤反应前后的质量,

故答案为:装置⑤反应前后质量或沉淀;

(7)四氯化碳不溶于水,可通过分液分离,然后蒸馏可得到,

故答案为:分液、蒸馏;

(8)研究装置②中所加稀硫酸的最佳浓度,应在硫酸体积和NaClO体积相同的条件下用不同浓度的硫酸进行对照实验,第1组硫酸的浓度可为0.100mol/L,然后改变硫酸的浓度,应该为第一组的倍数,

所以可以设计为:

故答案为:

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题型: 单选题
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单选题

下列说法正确的是(  )

A在“镀锌铁皮的镀层厚度的测定”实验中,将镀锌铁皮放入稀硫酸,待产生氢气的速率突然减小,可以判断锌镀层已反应完全

B在“火柴头中氯元素的检验”实验中,摘下几根未燃过的火柴头,将其浸于水中,稍后取少量溶液于试管中,滴加硝酸银溶液和稀硝酸后,即可判断氯元素的存在

C在“硫酸亚铁铵的制备”实验中,为了得到硫酸亚铁铵晶体,应小火加热蒸发皿,直到有大量晶体析出时停止加热

D受强酸或强碱腐蚀致伤时,应先用大量水冲洗,再用2%醋酸溶液或饱和硼酸溶液洗,最后用水冲洗,并视情况作进一步处理

正确答案

A

解析

解:A.产生的氢气速率突然减小,说明已经无法构成原电池,锌镀层完全反应,故A正确;

B.未燃过的火柴头,将其浸于水中,氯元素的存在形式为氯酸根离子,故B错误;

C.亚铁离子加热过程中易被氧化,所以得不到硫酸亚铁铵晶体,故C错误;

D.受酸腐蚀应涂碳酸氢钠,而不是酸,故D错误;

故选A.

下一知识点 : 电镀
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