有一硝酸盐晶体,其化学式为M(NO3)x·yH2O,相对分子质量为242。取1.21g该晶体溶于水,配成100mL溶液,将此溶液用石墨作电极进行电解,当有0.01mol电子发生转移时,溶液中金属全部析出。经称量阴极增重0.32g。求:
(1)金属M的相对原子质量及x、y值。
(2)电解后溶液的pH(电解过程中溶液体积变化忽略不计)。
斯坦福大学B.M.Trost教授提出了绿色化学的核心概念——原子经济性。我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性,其计算公式为:
下面是新型自来水消毒剂ClO2的三种制备方法,请填空:
(1)氯酸钠和盐酸法:本方法的方程式为: 2NaClO3+4HCl= 2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O,此方法的原子利用率为 %(保留一位小数,下同)。
(2)电解亚氯酸钠法:本方法是用惰性电极电解亚氯酸钠溶液,原子利用率为62.2%,其阳极电极反应式为:ClO2-—e-=ClO2,阴极电极反应式为: 。
(3)联合工艺法:本方法的反应原理由三步组成:
①电解氯化钠溶液NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑ ②氢气和氯气合成氯化氢
③生成二氧化氯2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
此方法的原子利用率最大为 %。
将两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中,通电电解,当电解液的pH由6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略)。
(1)写出电极反应式阳极: ,
阴极: 。
(2)电极上应析出银的质量是 。
(3)欲使该溶液复原应加入 。
400 mL NaNO3和AgNO3的混合溶液中c(NO3—)=4mol/L,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11.2L气体(标准状况),假设电解后溶液体积仍为400 mL。试计算
(1)上述电解过程中转移电子的物质的量;
(2)电解后溶液中的C(H+)
用Cu为电极,电解浓度均为2 mol·L-1的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液500 mL,一段时间后,阴极上析出1.6 g Cu时,不考虑溶液体积变化:
(1)电路中流过_________mol 电子;
(2)溶液中c(Cu2+)=_________mol·L-1;
(3)阳极Cu消耗了_________g。
(8分)常温下电解200mL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下图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),根据图中信息回答下列问题。
(1)通过计算推测:
①原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度。
②t2时所得溶液的pH。
(2)实验中发现,阳极产生的气体体积与阴极相比,明显小于对应时间段的理论值。试简要分析其可能原因。
在500 g CuSO4溶液中插入两根电极,一根为铁,一根为含杂质锌均匀的粗铜。通电一段时间后切断电源,立即将电极取出,这时铁极上析出7.04 g铜,电解质溶液增重0.02 g。求粗铜中含锌的质量分数。
如图所示,通电5min后,第③极增重2.16g,同时在A池中收集到标准状况下的气体224mL,设A池中原混合液的体积为200mL,求通电前A池中原混合溶液中Cu2+的浓度。
用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液250 mL,经过一段时间后,两极均生成11.2 L(标准状况)气体,求原溶液中Cu2+和Cl-的物质的量浓度范围。
某氯碱厂日产50% NaOH溶液3000 kg。
(1)试计算该厂每天生产Cl2和H2的体积(标准状况)。
(2)如果把这些Cl2和H2都制成38%的盐酸,试计算理论上每天可生产盐酸的质量。
在20 ℃时,用石墨电极电解饱和硫酸铜溶液(阳极放出氧气),如有0.20 mol e-发生转移,试回答以下问题:
(1)在阴极发生什么反应?写出电极反应式,阴极得到铜的质量是多少?
(2)在阳极发生什么反应?写出电极反应式,阳极得到氧气的体积(标准状况)是多少?
(3)电解质溶液的pH发生了什么变化,为什么?
(4)如用铜片代替石墨作阳极,阳极发生什么反应?产物是什么?电解液的pH将如何变化?
在常温下用惰性电极电解2 L饱和食盐水,电极上通过0.2 mol 电子时停止电解,此时电解生成的NaOH质量是多少?溶液的pH是多少?(溶液的体积变化忽略不计)
如下图所示,若电解5 min,铜电极质量增加2.16 g。试回答:
(1)电极X是电源的 极。
(2) pH变化:A ,B ,C 。
(3)若A中KCl溶液的体积为200 mL,电解至5 min,溶液的pH是 (假设溶液体积不变化)。