下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
(1) 接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题:
①电源的N端为 极;
②电极b上发生的电极反应为 ;
③计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积: ;
④电极c的质量变化是 g;
⑤电解前后各溶液的PH大小是否发生变化(填变大、变小、不变):
甲溶液 ; 乙溶液 ;丙溶液
(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?
将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重0.064g (设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化)。此时溶液中氢离子浓度约为
A.4×10-3kJ·mol-1 | B.2×10-3kJ·mol-1 | C.1×10-3kJ·mol-1 | D.1×10-7kJ·mol-1 |
某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链,大大地提高了资源利用率,减少了环境污染。其流程如下:
请回答下列问题:
(1)由CO和H2合成甲醇的化学方程式是CO(g)+2H2(g)CH3O(H(g)。若在恒容密 闭容器中充入一定量的CO和H2,在一定条件下反应,能说明该反应已达到平衡状态的是
(填字母)。
a.容器内压强保持不变 b.容器内气体密度保持不变
c.c(CO)=c(CH3OH) d.V正(CO)=v逆(CH3OH)
(2)写出流程中氯化时发生反应的化学方程式: 。
(3)20℃时,电解饱和食盐水制得烧碱的混合液中,随着NaOH含量的变化,NaCl达到饱和状态时其溶质质量分数的变化曲线如图所示。现有20℃时,满足曲线上B点所示的溶液,要降低溶液中NaCl的含量,可采用的方法是 。若向B点所示溶液中通入Cl2至恰好呈中性,此时溶液中各离子浓度从大到小的顺序为 。
(4)在某次联合生产过程中,氯碱厂电解电路中通过了20mol电子,同时甲醇厂获得了147.2g甲醇,则理论上冶钛厂可得钛 g(精确到0.1,下同),甲醇厂CO的转化率为 。
下列有关以KOH溶液为电解液的氢氧燃料电池的叙述不正确的是
A.正极反应式为:O2 + 2H2O +4e- =4OH- |
B.工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量浓度不变 |
C.该燃料电池的总反应式为:2H2+O2=2H2O |
D.用该电池电解CuCl2溶液,产生2.24LCl2(标准状况)时,有0.2mol电子转移 |
氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示,下列有关说法你认为不正确的是()
A.溶液A的溶质是氢氧化钠 |
B.电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是 |
C.电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,目的是减少氯气的溶解,利于氯气的逸出 |
D.该电解池的左边的电极是阴极,冇边的电极是阳极 |
( 14分)用下图装置进行电解实验(a、b、c、d均为铂电极),供选择的有4组电解液,要满足下列要求:
①工作一段时间后A槽pH值上升,B槽的pH下降. ②b、c两极上反应的离子的物质的量相等
(1)应选择的电解质是上述四组中的第___ _组
(2)该组电解过程中各电极上的电极反应式为:
a极____ __ b极_____ __ ___
c极________ __ d极______ _____
(3)当b极上析出7.1g电解产物时,a极上析出产物的质量为__ __g;若B槽电解质溶液500mL,且忽略电解前后电解液的体积变化,则此时B槽中的c(H+)比电解前增加了___ _mol/L.
盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”,请就“三大酸”的性质,回答下列问题:
⑴稀盐酸与铜不反应,但向稀盐酸中加入H2O2后,则可使铜溶解。该反应的化学方程式为________________________________________________________。
某同学未加入氧化剂,而是设计了一个实验装置,也能使铜很快溶于稀盐酸.请在下面的方框中画出该装置:
⑵某课外活动小组设计了以下实验方案验证Cu与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下:
①若要测定NO的体积,从上图所示的装置中,你认为应选用 装置进行Cu与浓硝酸反应实验,选用的理由是 。
②选用如上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置,其合理的连接顺序是
(填各导管口编号)。
③在测定NO的体积时,若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低,此时应将量筒的位置_______(“下降”或“升高”),以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
⑶工业制硫酸时,硫铁矿(FeS2)高温下空气氧化产生二氧化硫:4FeS2+11O2→8SO2+2Fe2O3,设空气中N2、O2的含量分别为0.800和0.200(体积分数),4.8t FeS2完全制成硫酸,需要空气的体积(标准状况)为 L。
右图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。
放电时该电池的电极反应式为:
负极:LixC6-xe-=C6+xLi+(LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)
正极:Li1-xMnO2+xLi++x e-=LiMnO2(LiMnO2表示含锂原子的二氧化锰)
下列有关说法正确的是( )
A.该电池的反应式为Li1-xMnO2+LixC6LiMnO2+C6 |
B.K与M相接时,A是阳极,发生氧化反应 |
C.K与N相接时,Li+由A极区迁移到B极区 |
D.在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化 |
(1) 2010年10月1日下午18时59分57秒,中国探月二期工程先导星“嫦娥二号”在西昌点火升空,准确入轨。“嫦娥二号”所用燃料为液氢和液氧。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1
H2(g)=H2(l) △H=-0.92kJ·mol-1 ;
O2(g)=O2(l) △H=-6.84kJ·mol-1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式_________________________________;
(2)美国的探月飞船“阿波罗号”使用的氢氧燃料电池,电解液为氢氧化钾溶液,其负极反应式为_________________________________________________;
(3)设计方案实现2HCl+2Cu= CuCl2+H2↑反应,画出装置图 ;
(4)pH相同的四种电解质溶液:①Na2CO3 ②NaHCO3 ③CH3COONa ④ NaOH,
其物质的量浓度由大到小的顺序是(填编号) 。
某化学兴趣小组在家中进行化学实验,按照图甲连接好线路发现灯泡不亮,按照图乙连接好线路发现灯泡亮。
由此得出的结论正确的是
A.NaCl是非电解质 |
B.NaCl溶液是电解质 |
C.NaCl是弱电解质 |
D.NaCl在水溶液中电离出了可以自由移动的离子 |
关于下列图示的说法中正确的是 ( )
A.图①表示可逆反应“CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)”中的△H大于0 |
B.图②为电解硫酸铜溶液的装置,一定时间内两电极产生单质的物质的量之比一定为1:1 |
C.图③实验装置可完成比较乙酸、碳酸、苯酚酸性强弱的实验 |
D.图④量取0.10 mol·L-1KMnO4溶液20.00mL |
在25 ℃时,将两个铂电极插入一定量的Na2SO4饱和溶液中进行电解,通电一段时间后,阴极逸出a mol气体,同时有W g Na2SO4·10H2O晶体析出。若温度保持不变,剩余溶液中溶质的质量分数为( )
A.×100% | B.×100% | C.% | D.% |
甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用做燃料。已知
CH3OH(1) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(g) ; △Ha = -443.64 kJ·mol-1
2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ; △Hb =-566.0 kJ·mol-1
(1)试写出CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式:
(2)甲醇作为燃料,它的优点是燃烧时排放的污染物少,从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题,还能改善大气质量。试利用(1)中的热化学方程式计算,完全燃烧20g甲醇,生成二氧化碳和水蒸汽时,放出的热量为 kJ ,生成的CO2气体标准状况下体积是 L
(3)科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以强碱做电解质溶液的新型手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电,据此回答下列问题:
甲醇在 极反应;电极反应式为 。
(4)利用电池可实现电能向化学能转化。某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是 (填序号)
A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是:2H+ + 2e-→H2↑
若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中,其颜色变化是 ,反应的化学方程式为 。
高铁酸盐(如K2FeO4)是一种高效绿色氧化剂,可用于饮用水和生活用水的处理。从环境保护的角度看,制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。
(1)电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极,NaOH溶液作为电解质溶液,其电流效率可达到40%。写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式: 。
(2)铁丝网电极是更理想的阳极材料,相同条件下,可将电流效率提高至70%以上,原因是 。研究亦发现,铁电极在某一电压范围内会产生氧气使阳极表面生成Fe2O3膜而“钝化”。写出产生O2的电极反应方程式: 。
(3)FeO42—易与水4h生成絮状氢氧化铁,也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极,在中间环节(对应图中4h后)过滤掉氢氧化铁,反应过程中FeO42—浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示(图中曲线是每隔1h测得的数据)。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是 (填编号)
①过滤:掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液
②过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大
③实验表明不过滤掉氢氧化铁,6h后电流效率几乎为0
(4)在相同的pH条件下,经过相同的反应时间,高铁酸盐的产率与温度关系如图2。
随温度升高,高铁酸盐产率先增大后减小的原因是 。
(5)人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究,例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐,该研究方向的价值有 (至少答一点)。