如图所示,a、b、c均为石墨电极,d为碳钢电极, 通电进行电解。假设在电解过程中产生的气体全部逸出,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两烧杯中溶液的pH均保持不变; |
B.甲烧杯a电极反应式为:4OH― - 4e- = O2↑+ 2H2O |
C.电解一段时间后,将甲、乙两溶液混合,一定会产生蓝色沉淀 |
D.当b极增重3.2g时,d极产生的气体为2.24L(标准状况下) |
用右图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是
A.用石墨作阳极,铁作阴极 |
B.阳极的电极反应式为:Cl-+ 2OH--2e-= ClO-+ H2O[ |
C.阴极的电极反应式为:2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH- |
D.除去CN-的反应:2CN-+ 5ClO-+2H+ =N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O |
富铁铝土矿(主要含有A12O3、Fe2O3、FeO和SiO2)可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[AlaFeb(OH)m(SO4)n]。研究发现,当a=b时净水效果最好。工艺流程如下(部分操作和产物略):
(1)A12O3与H2SO4发生反应的离子方程式是____________。
(2)测得滤液中。加入FeSO4·7H2O和H2O2的作用是(结合化学用语说明)____________。
(3)将溶液A电解得到液体聚合硫酸铝铁。装置如图所示(阴离子交换膜只允许阴离子通过,电极为惰性电极)
① 阴极室的电极反应式是__________。
② 电解过程阳极室溶液pH的变化是____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③ 简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理____________。
按图甲装置进行实验,若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量,下列叙述正确的是 ( )
A.电解过程中,Cu2+浓度不变 |
B.E表示反应生成O2的物质的量 |
C.电解过程中,石墨棒附近溶液的pH有所增大 |
D.若向烧杯中加入2 mol CuO可以使电解质恢复到电解前的浓度,则电解过程中共转移了4mol电子。 |
A、B、C、D是四种短周期元素,它们的原子序数依次增大。其中A、D元素同主族,B、
C元素同周期;由A、B、C、D中的两种元素可形成原子个数比为1:1的多种化合物,甲、乙、丙、丁为其中的四种,它们的元素组成如下表所示:
化合物 |
甲 |
乙 |
丙 |
丁 |
组成元素 |
B、C |
A、C |
A、D |
C、D |
常温下,甲物质为气体,密度略小于空气;乙物质为液体;丙物质和丁物质为固体且都为离子化合物。请填写下列空白:
(1)丙物质的化学式为 ,丁物质中阴离子与阳离子的个数之比为 。
(2)研究表明乙物质具有弱酸性,则乙物质在水中的电离方程式为 。
(3)某同学设计了一个以结构简式为 BA3-CA的物质为燃料的电池,并用该电池电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液,其装置如下图:
①写出ⅰ中通入该物质这一极的电极反应式 。
②理论上ⅱ中两极所得气体的体积随时间变化的关系如坐标图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),写出在t1后,石墨电极上的电极反应式 ;原混合液中CuSO4溶液物质的量浓度为 mol/L。
雾霾天气肆虐给人类健康带来了严重影响。燃煤和汽车尾气 是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为: 2NO(g)+2CO(g)= 2C02 (g)+N2 (g) △H<0 。
①该反应的速率时间图像如右图中左图所示。若其他条件不变,仅在反应前加人合适的催化剂,则其速率时间图像如右图中右图所示。
以下说法正确的是 (填对应字母)。
A.a1>a2 | B.b1<b2 |
C.t1>t2 | D.右图中阴影部分面积更大 |
E.左图中阴影部分面积更大
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+2NO2(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-867" kJ/mol
2NO2(g)= N2O4(g) △H="-56.9" kJ/mol
H2O(g) = H2O(l) △H ="-44.0" kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(1)的热化学方程式: 。
(3)CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2 ,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
①该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
②T℃时,向1L密闭容器中投入1mol CH4 和1mol H2Og),平衡时C(CH4)=0.5 mol·L- ,该温度下反应CH4 + H2O= CO+3H2的平衡常数K= 。
(4)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。如图是利用甲烷燃料电池电解l00mLlmol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变)。
①甲烷燃料电池的负极反应式: 。
②电解后溶液的pH= ,(忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)。
③阳极产生气体的体积在标准状况下是 L。
A、B、C三个电解槽,如图所示A中为CuCl2溶液,B、C中均为AgNO3溶液(其中电极的大小、形状、间距均相同),B、C中浓度和体积相同,当通电一段时间后,如若A中铜电极的质量增加1.28 g时,B中电极上银增加的质量为( )
A.4.32 g B.2.16 g C.1.08 g D.0.54 g
仔细观察下图,根据题意对图中两极进行必要的连接后填空:
(1)若在图A中,使铜片上冒H2气泡。则加以必要的连接后的装置叫 。
(2)若在图B中,a、b为惰性电极,进行必要的连接后使b极析出1.28g铜,则a极析出的物质的物质的量为 ,反应的总反应方程式为 。
(3)若将图A中Zn、Cu两极与图B中a、b作必要的边接后,也能产生与(1)、(2)完全相同的现象,则Cu极连_______极(填a或b)。经过一段时间后,停止反应并搅匀溶液,图B中溶液的pH_________(填写“升高”、“降低”或“不变”),欲使溶液恢复至与反应前完全一致,则应加入的一定量的物质是_________。
A.CuO | B.Cu(OH)2 | C.Cu2(OH)2CO3 | D.CuCO3 |
图中为直流电源,为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸,为电镀槽.接通电路后发现上的c点显红色.为实现铁上镀锌,接通后,下列叙述正确的是 ( )
A.a为直流电源的负极 | B.d极发生的反应为2H++2e-=H2↑ |
C.e极发生氧化反应 | D.f电极为锌板 |
二氧化氯(ClO2)是国际公认高效、安全的杀菌、保鲜剂,是氯制剂的理想替代品。工业上制备ClO2的方法很多,NaClO3和NaClO2是制取ClO2的常见原料。
完成下列填空:
(1)以下反应是制备ClO2的一种方法:H2C2O4 + 2 NaClO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2 CO2↑ + 2 ClO2↑ + 2 H2O,上述反应物中属于第三周期的元素的原子半径大小顺序是__________;其中原子半径最大元素的原子,其核外有 种不同能量的电子。
(2)ClO2的分子构型为“V”形,则ClO2是______________(选填“极性”、“非极性”)分子,其在水中的溶解度比氯气__________(选填“大”、“小”、“一样”)。
(3)ClO2具有强氧化性,若ClO2和Cl2在消毒时自身均被还原为Cl-,ClO2的消毒能力是等质量Cl2的___________倍(保留2位小数)。
(4)若以NaClO2为原料制取ClO2,需要加入具有________(填“氧化”、“还原”)性的物质。
(5)工业上将氯碱工业和制取NaClO3联合进行。研究发现,电解时,不同反应环境下的总反应分别为:
4 NaCl + 18 H2O → 4 NaClO3 + 3 O2↑+ 18 H2↑(中性环境)
NaCl + 3 H2O → NaClO3 + 3 H2↑(微酸性环境)
①电解时,氢气在__________极产生。
②更有利于工业生产NaClO3的反应环境是___________,理由__________________。
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 |