金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍。电解时,下列有关叙述正确的是(已知氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)
A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2+ + 2e— = Ni |
B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 |
C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+ |
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt |
下列用来表示物质变化的化学用语中,错误的是
A.向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2:3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+ |
B.粗铜精炼时,与电源负极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu2+ +2e- =Cu |
C.用Pt电极电解氯化铝溶液:2Cl-+2 H2O Cl2↑+H2+2OH- |
D.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O |
常温下电解200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如右图Ⅰ、Ⅱ所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),根据图中信息进行下列计算:
(1)原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度。
(2)t2时所得溶液的c(H+)。
(3)电解至t3时,消耗水的质量。
甲、乙两个电解池均以Pt为电极,且互相串联。甲池盛有CuSO4溶液,乙池中盛有一定量的某盐溶液。通电一段时间后,测得甲池电极质量增加0.64g,乙池电极上析出0.24 g金属,则乙池中的溶质可能是
A.MgSO4 | B.Al(NO3)3 | C.CuSO4 | D.Na2SO4 |
纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体,可任意比例与水混合,是一种强氧化剂,水溶液俗称双氧水,为无色透明液体。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。
(1)请写出H2O2的电子式 。
(2)往硫酸中加入一定浓度的双氧水可将溶解铜,写出该反应的离子方程式_________________。
(3)Fe3+催化H2O2分解的机理可分两步反应进行,第一步反应为:2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+,
请完成第二步反应的离子方程式:
Fe2++ H2O2 + _________ ="=" _________+ _________
(4)下图是一种用电解原理来制备过氧化氢并用产生的H2O2处理废氨水的装置
①为了不影响H2O2的产量,需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5,则所得废氨水溶液中c(NH4+)____ c(NO3-)(填“>”、“<”或“=”)。
②Ir-Ru惰性电极有吸附O2作用,该电极上的反应为 。
③理论上电路中每转移3mol电子,最多可以处理NH3·H2O的物质的量为 。
我国科学家最新研发的固体透氧膜提取金属钛工艺,其电解装置如右图所示:将TiO2熔于NaCl-NaF融盐体系,以石墨为阴极,覆盖氧渗透膜的多孔金属陶瓷涂层为阳极,固体透氧膜把阳极和熔融电解质隔开,只有O2-可以通过。下列说法不正确的是
A.a 极是电源的正极,O2-在熔融盐中从右往左迁移 |
B.阳极电极反应式为2O2--4e- = O2↑ |
C.阳极每产生4.48L的O2,理论上能生成0.2mol钛 |
D.NaCl-NaF融盐的作用是降低熔化TiO2需要的温度 |
250 mL K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO42-)=0.5 mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到1.12 L气体(标准状况下)。假定电解后溶液体积仍为250 mL,下列说法不正确的是
A.电解得到Cu的质量为3.2 g |
B.上述电解过程中共转移电子0.2 mol |
C.电解后的溶液中c(H+)=0.2 mol·L-1 |
D.原混合溶液中c(K+)=0.6 mol·L-1 |
用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH4+,模拟装置如图所示。下列说法正确的是
A.阳极室溶液由无色变成棕黄色 |
B.阴极的电极反应式为:4OH–-4e–=2H2O+O2↑ |
C.电解一段时间后,阴极室溶液中的pH升高 |
D.电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3 PO4 |
铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各 种性能的不锈钢,CrO3 大量地用于电镀工业中。
(1)在下图装置中,观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2 装置中铜电 极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体。
图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
(2)最近赣州酒驾检查特别严,利用 CrO3具有强氧化性,有机物(如酒精)遇到 CrO3时,猛烈反应,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3],另该过程中乙醇被氧化成乙酸, 从而增强导电性,根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
(3)虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀,但 生产成本高,生活中很多情况下还是直接使用钢铁,但易腐蚀, 利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒,为 减缓铁的腐蚀,开关 K 应置于________处。若 X 为锌,开关K 置于________处。
(4)CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水,这是工业上造成铬污染的 主要原因。净化处理方法之一是将含+6 价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入 适量的 NaCl 进行电解:阳极区生成的 Fe2+和 Cr2O72-发生反应,生成的 Fe3+和 Cr3+在阴极 区与OH-结合生成 Fe(OH)3和 Cr(OH)3沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)3 = 3.0×10-31, KspCr(OH)3 = 6.0×10-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe3+)为 2.0×10-6 mol·L1,则溶液中c(Cr3+)为______________mol·L-1。
(1) 图中A为直流电源,B为浸透饱和氯化钠和酚酞溶液的滤纸,C为电镀槽,接通电路后,发现B上的c点显红色。
①电源A中a点为________极。
②滤纸B上发生的总反应的离子方程式为 。
③欲在电镀槽中实现铁上镀锌,接通K点,使c、d两点短路,则电极e上发生的反应为 ,电镀槽中盛放的电镀液可以是________或________。
(2)加碘盐中的KIO3也可以用电化学氧化法制取:电解KI溶液可以制取KIO3。则电解时阳极材料可选用 (填“石墨”或“铜”)。写出该电极反应方程式
工业废水随意排放会造成严重污染,根据成分不同可采用不同的处理方法。
(1)电池生产工业废水中常含有Cu2+等重金属离子,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2。
①请用离子方程式说明上述除杂的原理______________________。
②FeS高温煅烧产生的SO2气体通入下列溶液中,能够产生沉淀的是_________(填序号)
A.Ba(NO3)2 B.BaCl2
C.Ba(OH)2 D.溶有NH3的BaCl2溶液
③已知元素在高价态时常表现氧化性,若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀,则生成CuCl的离子方程式是___________。
(2)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时,在废水中加入适量NaCl,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在如下反应Cr2O72+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+ 以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是______(填序号)
A.阳极反应为Fe-2e-═Fe2+
B.电解过程中溶液pH减小
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12 mol电子,最多有2mol Cr2O72-被还原
(3)废氨水可以转化成氨,氨再设计成碱性燃料电池。右图是该燃料电池示意图,产生的X气体可直接排放到大气中,a电极作_________极(填“正”“负”“阴”或“阳”),其电极反应式为___________。
以石墨电极电解200 mL CuSO4溶液,电解过程中转移电子的物质的量n(e—)与产生气体体积V(g)(标准状况)的关系如下图所示。下列说法中正确的是( )
A.电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为2mol/L |
B.电解后所得溶液中c(H+)=2mol/L |
C.当n(e—)=0.6mol时,V(H2)∶V(O2)=3∶2 |
D.向电解后的溶液中先后加入16gCuO和3.6g水,则溶液可恢复为电解前的浓度 |
右图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为:
2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O
(1)请回答图中甲、乙两池的名称。甲电池是 装置,乙池是 装置。
(2)请回答下列电极的名称:通入CH3OH的电极名称是 ,B(石墨)电极的名称是 。
(3)写出电极反应式:
通入O2的电极的电极反应式是 。
A(Fe)电极的电极反应式为 。
(4)乙池中反应的化学方程式为 。
(5)当乙池中A(Fe)极的质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗O2 mL(标准状况下)
氯碱工业是以电解饱和食盐水为原理的重要化工生产业。
(1)电解饱和食盐水的化学方程式是
(2)电解时阳极区溶液的pH用盐酸控制在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 ;
(3)用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的 (填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的______________(填化学式)和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-,解释其原因
[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]。
(4)食盐水中若含有NH4+,会在阳极产生难溶于水的NCl3,写出该电极反应式_________________