碘酸钾(KIO3)晶体是我国规定的食盐加碘剂。它通常是以碘为原料与过量KOH溶液通过下列反应制得:3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,再将KI和KIO3的混合溶液电解,将其中的I―转化为IO3―,装置如图。
(1)在反应3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(2)电解前,将KI和KIO3混合溶液加入阳极区;将氢氧化钾溶液加入阴极区。电解槽用水冷却。电解时,阳极上的电极反应 ;阴极上得到的气体产物为 ;
(3)某同学查资料获知:KIO3在酸性介质中与碘化物作用生成单质碘,该反应的离子反应方程式为 ,为确定电解是否完成,需检验阳极区电解液中是否含有I―,该同学选用淀粉溶液和稀硫酸进行实验,其它仪器及用品自选,请完成其方案:
实验操作 |
现象及结论 |
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(4)电解完毕,从电解液中得到KIO3晶体的过程为:
步骤①的操作名称 ,步骤④中洗涤晶体的目的 。
重铬酸钾又名红矾钾,是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料,采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)。制备装置如下图所示(阳离子交换膜只允许阳离子透过):
制备原理:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)通电后阳极室产生的现象为 ,其电极反应式是 。
(2)该制备过程总反应的离子方程式可表示为4CrO42-+4H2O="2" Cr2O72- + 4OH- +2H2↑+O2↑,若实验开始时在右室中加入38.8g K2CrO4,t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3:2,则溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为 ;此时电路中转移电子的物质的量为 。
给你提供纯锌、纯铜片和500mL0.2mol·L-1的H2SO4溶液、导线、1000mL量筒。试用下图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。
(1)如图所示,装置气密性良好,且1000mL量筒中已充满了水,则开始实验时,首先要______。
(2)a电极的反应式为_______。
b电极的反应式为_________。
(3)如果将a、b两电极的电极材料对调,U形管中将出现的现象是_________________
由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐
溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀.若用如图所
示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀.两极材料分别为石
墨和铁。
(1)a电极材料为 ,其电极反应式为 。
(2)若电解液d是 (填字母编号,下同),则白色沉淀在电极上生成;若是 ,则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。
A.纯水 | B.NaCl溶液 | C.NaOH溶液 | D.CuCl2溶液 |
(3)液体c为苯,其作用是 ,在加入苯之前,要对d溶液进行 (填操作名称)处理,其目的是除去溶液中溶解的氧气。
(4)若装置中生成的气体在标准状况下的体积为2.24L,则生成的沉淀质量为 g。
8分)电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池,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。请回答以下问题:
(1)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,则
a.电解池中X极上的电极反应式为 ① 。在X极附近观察到的现象是 ② 。
b.Y电极上的电极反应式为 ③ ,检验该电极反应产物的方法是 ④。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
a .X电极的材料是 ⑤ ,电极反应式是 ⑥ 。
b.Y电极的材料是 ⑦ ,电极反应式是 ⑧ 。
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(与酸不不反应)。某化学兴趣小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法实现了粗铜的提纯,并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。
步骤一:电解精制:
请回答以下问题:
电解时,粗铜应与电源的 极相连。阴极上的电极反应式为
电解过程中,硫酸铜的浓度会 (选填:变大、不变、变小)
步骤二:电解完成后,该小组同学按以下流程对电解液进行处理:
(1)阳极泥的综合利用:
稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,请你写出该步反应的离子方程式:
残渣含有极少量的黄金,如何回收金,他们查阅了有关资料,了解到了一些有关金的知识,以下是他们获取的一些信息:
序号 |
反应 |
平衡常数 |
1 |
Au + 6HNO3(浓) Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O |
<< 1 |
2 |
Au3+ + 4Cl— AuCl4— |
>>1 |
从中可知,金很难与硝酸反应,但却可溶于王水(浓硝酸与盐酸按体积比1∶3的混合物),请你简要解释金能够溶于王水的原因:
(2)滤液含量的测定:以下是该小组探究滤液的一个实验流程:
则100mL滤液中Cu2+的浓度为 mol·L-1,Fe2+的浓度为 mol·L-1
(10分)某研究性学习小组用电解溶液的方法测定铜的相对原子质量(装置如图),实验中测得某电极的质量增重为m g,已知氧元素相对原子质量为16。请回答:
(1)m g应为 极的质量增重(填A或B),电解总反应的离子方程式为 ;
(2)本实验(电解溶液)中,学习小组采用两套方案测定铜的相对原子质量。
①第一套方案中,同学们测得气体的体积为V L(标准状况),则铜的相对原子质量是(用m、V表示) ;
②第二套方案中,以下数据需要测定的是(填序号) 。
a. A极增加的质量 b. 整套装置减少的质量
c. 电解后溶液的体积 d. 电解后溶液的pH(可由此计算出溶液中H+的物质的量浓度)
某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水,探究过程如下:
实验1:如图所示连接装置,电源接通后,与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生;与电池正极相连的铜丝由粗变细.电解开始30 s内,阳极附近出现白色浑浊,然后开始出现橙黄色浑浊,此时测定溶液的pH约为10.随着沉淀量的逐渐增加,橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部,溶液始终未出现蓝色.
实验2:将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出,分装在两支小试管中,以后的操作和现象如下:
序号 |
操作 |
现象 |
① |
滴入稀硝酸溶液 |
沉淀溶解,有无色气泡产生,最终得到蓝色溶液 |
② |
滴入稀硫酸溶液 |
橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物,溶液呈现蓝色 |
阅读资料:常见铜的化合物颜色如下:
物质 |
颜色 |
物质 |
颜色 |
氯化铜 |
固体呈棕色,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色 |
氢氧化亚铜(不稳定) |
橙黄色 |
碱式氯化铜 |
绿色 |
氢氧化铜 |
蓝色 |
氧化亚铜 |
砖红色或橙黄色 |
氯化亚铜 |
白色 |
请回答下列问题:
(1)铜的常见正化合价为________、________,最终试管底部橙黄色沉淀的化学式________________.
(2)阴极上发生的反应为________________;阳极上发生的反应为________________.
(3)写出实验2中①、②的离子方程式:
①____________________________________,②______________________________.
如图甲、乙是电化学实验装置。
(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液,则:
①甲中石墨棒上的电极反应式为 ;
②乙中总反应的离子方程式为 ;
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2 。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1,且生成两种酸,该反应的化学方程式为 。
(2)若甲乙两烧杯中均盛有足量CuSO4溶液,则:
①甲中铁棒上的电极反应式为 ;
②如果起始时乙中盛有200mLpH=5的CuSO4溶液(25℃),一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到电解前的状态,可向溶液中加入的物质是 (写化学式),其质量为 g。
(共11分) 课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法,某研究性学习小组将下列装置如图连接,C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色。试回答下列问题:
(1)电源A 极的名称是___________
(2)乙装置中电解反应的总化学方程式是________________
(3)如果收集甲、乙装置中C、D、E、F产生的物质的物质的量之比是________
(4)欲用丙装置给铜镀银,G应该是_____(填名称),电镀液的主要成分是______(填化学式)
(5)装置丁中Y极附近红褐色变深,说明氢氧化铁胶粒带_________电荷。
(6)从Cu2+、Na+、SO42-、Cl-四种离子中恰当地组成电解质,按下列要求进行电解,
写出所有符合要求的物质化学式。
①、以石墨为电极进行电解,使电解质质量减少,水质量不变,采用的电解质是________
②、以石墨为电极进行电解,使电解质质量不变,水质量减少,采用的电解质是________
③、以碳棒为阳极,铁棒为阴极进行电解,使电解质和水的质量都减少,采用的电解质是___
高铁酸钾(K2FeO4)具有高效的消毒作用,为一种新型非氯高效消毒剂。电解法制备高铁酸钾操作简便,成功率高,易于实验室制备。其原理如下图所示。
I. 实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(1)电解过程中,X极是 极,电极反应是 。
(2)电解过程中,Y极放电的有 。
(3)生成高铁酸根(FeO42-)的电极反应是 。
II. 若用不同种电池作为上述实验的电源,请分析电池反应。
(1)铅蓄电池总的化学方程式为:
2H2O+2PbSO4 Pb+PbO2+2H2SO4,则它在充电时的阳极反应为
。
(2)镍镉碱性充电电池在放电时,其两极的电极反应如下:
正极:2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-
负极:Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2
则它在放电时的总反应的化学方程式为 。
(3)肼(N2H4)是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。已知在25℃、101kPa时,32.0g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水,放出624kJ的热量,则N2H4完全燃烧的热化学方程式是 ;
肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液,放电时负极的电极反应是 。
(4)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐,电池总反应方程式为:C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
写出该电池正极的电极反应: 。
(5)当制备相同物质的量的高铁酸钾时,理论上,上述四种电池中分别消耗的Pb、Cd、肼、丙烷的物质的量之比是 。
利用下图电解装置进行实验。
(1)若a、b是惰性电极,电解质溶液是氯化钠溶液,a极是 极,总反应的离子方程式是 。
(2)若a、b是惰性电极,电解质溶液是硝酸银溶液,b极上的现象是 ,总反应的离子方程式是 。
(3)若a、b是惰性电极,电解质溶液是硫酸钾溶液,a极上的电极反应是 ,若两极附近分别加入石蕊试液,两极附近的现象是 。
某课外活动小组同学用右图装置进行实验,试回答下列问题。
(1)若开始时开关K与a连接,则A极的电极反应式
为 。
(2)若开始时开关K与b连接,则总反应的离子方程式为 。
有关上述实验,下列说法正确的是(填序号) 。
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后(设NaCl足量)加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B极产生2.24 L气体,则有0.2 mol电子转移
(3)该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如右图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为 。此时通过阴离子交换膜的离子数
(填“大于”或“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钾溶液从出口(填写“A”、 “D”) 导出。
③若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池负极的电极反应式为 。
某化学学习小组欲设计一套实验装置来电解饱和食盐水,并测量电解产生的氢气的体积(预计H2的体积6mL左右)同时检验氯气的氧化性。现有以下的仪器可供选择:
(1)若要完成以上的实验,将所给仪器连成一整套装置,各种仪器接口的连接顺序(填编号)是:
A接 、 接 ,B 接 、 接 。
( 2)能说明氯气具有氧化性的实验现象是 。
(3)已知氯气溶于水中有如下平衡:Cl2+H2OHC1+HC1O。常温下在一个容积为50mL的针筒(如图所示,活塞可自由滑动,针筒上有刻度)里吸入40mLCl2和l0mL H2O。
①若将此针筒长时间放置在有日光的地方,最终可能观察到的现象是 。
②用化学平衡的观点解释①的现象:
(4)假定装入的饱和食盐水为50mL(电解前后溶液体积变化可忽略),当测得的氢气为5.6mL(标准状况)时停止通电。摇匀U形管内的溶液后溶液的pH约为__ __。