.(16分)某课外活动小组同学用下图装置进行实验,试回答下列问题。
(1)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应式为 。
(2)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应式为 ,总反应的离子方程式为 ,有关该实验的下列说法正确的是(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,则溶液中转移0.2 mol电子
(3)该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法,设想用下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”、“B”、“C”、“D”)导出。
③通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因 。
④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,则电池正极的电极反应式为 。
我国有丰富的海水资源,开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务,下图是海水综合利用的一个方面。
请回答下列问题:
1、①步主要反应的的离子方程式: 。
溴的用途有很多,写出其中的一种 。
2、分离出氢氧化镁的操作称为 ,第③步需要加入 ,写出该物质在水中的电离方程式: 。
3、将粗食盐中含有的Mg2+、Ca2+和SO42—等杂质除去,加入的试剂有(按加入顺序填入) 。
4、④产物氢气在 极生成,若电解食盐水时消耗NaCl的质量为234g,则在理论上最多可得氯气的体积为___ _升(标准状况)。
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)甲装置中电解反应的总化学方程式是____________________________
(3)如果收集乙装置中产生的气体,两种气体的体积比是__________。
(4)欲用丙装置给铜镀银,G应该是___(填“铜”或“银”),电镀液的主要成分是 (填化学式)。
(5)装置丁中的现象是
在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相容的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒,可以上下搅动液体,装置如右图。接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成。停止通电,取出电极,用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色。根据上述实验回答:
(1)阳极上的电极反应式为 。
(2)阴极上的电极反应式为 。
(3)原上层液体是 。
(4)原下层液体是 。
(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是 。
(6)要检验上层液体中含有的金属离子 ,现象是 。
如下图所示装置中,b电极用金属M制成,a、c、d为石墨电极,接通电源,金属M沉积于b极,同时a、d电极上产生气泡。
试回答:
(1)a为 极,c极的电极反应式为: 。
(2)电解开始时,在B烧杯的中央滴几滴淀粉溶液,你能观察到的现象是
。电解进行一段时
间后,罩在c极上的试管中也收集到了气体,此时c极上的电极反应式为: 。
(3)当d电极上收集到44.8 ml气体(标准状况)时停止电解,a极上放出了 mol气体,若b电极上沉积金属M的质量为0.432g,则此金属的摩尔质量为 。若要使A池中溶液恢复原浓度,应加 。
(4)电解停止后加蒸馏水使A烧杯中的溶液体积仍为200 ml,取这种溶液加入到25.0 ml 0.100 mol·L-1的HCl溶液中,当加入31.25 ml 溶液时刚好沉淀完全。由此可知电解前A烧杯中MNO3溶液的物质的量浓度为 mol·L-1。
(9分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,其中a为电解质溶液, 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)X的电极名称是 (填写“阳极”或“阴极”)。
(2)若要用该装置电解精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则X电极的材料是 ,Y电极的材料是 。
(3)若X、Y都是惰性电极,a是饱和食盐水,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,一段时间后,在X极附近观察到的现象是 ,Y极上的电极反应式为 。
(4)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银,应该选择的方案是 。
方案 |
X |
Y |
a溶液 |
A |
银 |
石墨 |
AgNO3 |
B |
银 |
铁 |
AgNO3 |
C |
铁 |
银 |
Fe(NO3)3 |
D |
铁 |
银 |
AgNO3 |
兴趣小组通过实验探究溶解铜的方法和本质。
(1)在热水浴中进行3个实验,部分实验报告如下表所示
序号 |
实验操作 |
实验现象 |
Ⅰ |
稀硫酸中加入铜片 |
无明显变化 |
Ⅱ |
硝酸钠溶液中加入铜片 |
无明显变化 |
Ⅲ |
稀硫酸中加入硝酸钠溶液 |
无明显变化 |
再加入铜片 |
有无色气泡;溶液变蓝 |
①实验Ⅰ、Ⅱ的目的是__________________。
②实验Ⅲ中反应的本质是(用离子方程式表示)____________________。
(2)利用电化学原理实现铜溶于稀硫酸并生成氢气。
①Cu作________极。②总反应的离子方程式是____________。
如下图所示的装置,C、D、E、F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。
试回答以下问题:
(1)电极A的名称是 。
(2)甲装置中D电极的电极反应式: ______________________________ 。
(3) 在25℃时若用惰性电极电解饱和NaCl溶液一段时间,当阳极产生5.6L(标准状况下)一种气体,电解后溶液体积为50L时,求所得溶液在25℃时的氢氧化钠物质的量浓度=________ 。
(4)欲用丙装置给铜镀银,G应该是 ____ (填“银”或“铜”), 电镀液的主要成分是(填化学式) 。
(14分)在工业生产和日常生活中有重要用途。 I.工业上用钛矿石(,含等杂质)经过下述反应制得:
其中,步骤②发生的反应为:
(1)净化钛矿石时,是否需要除去杂质FeO? ______ (填“需要”或“不需要”)。
(2) 净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理,写出该过程中发生反应的化学方程式: __________________
II. TiO2可通过下述两种方法制备金属钛:
“方法一”是电解TiO2来获得Th将处理过的TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解液,用碳块作电解槽池。
(3)阴极反应的电极反应式为__________________
“方法二”是先将TiO2与 Cl2、C反应得到TiCl4,再用镁还原得到TL因下述反应难于发生:
所以不能直接由Ti02和Cl2反应(即氯化反应)来制取TiCl4。当往氯化反应体系中加入碳后,碳与上述反应发生耦合,使得反应在高温条件下能顺利进行。
(4) 己知:
请写出与Cl2、C反应制取TiO4的热化学方程式:____________
(5)从化学平衡的角度解释:往氯化反应体系中加入碳时,氯化反应能顺利进行的原因________________________________________________
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。
以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”,它是目前化学工业的重要支柱之一。
(1)电解饱和食盐水的化学方程式为 。
(2)常温下,某化学兴趣小组在实验室中,用石墨电极以右图装置进行电解某浓度氯化钠溶液的实验,电解一段时间后,收集到标准状况下氢气2.24 L。(设电解前后溶液的体积均为1 L,不考虑水的蒸发或气体的溶解)(已知:lg5==0.70)
①理论上,电解后溶液的pH= 。
②若实际测得反应后溶液的pH=13.00,则造成这种误差的原因可能是氯气和氢氧化钠溶液反应,写出该反应的离子方程式 。
(11分) 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
(14分)某中学课外兴趣小组用惰性电极电解饱和食盐水(含少量Ca2+、Mg2+)作系列探究,装置如下图所示:
(1)电解时,甲同学发现电极a附近溶液出现浑浊,请用离子方程式表示原因____________
(2)一段时间后,你认为C中溶液可能出现的现象是______,请用离子方程式表示原因________________________
(3) 实验结束后,乙同学将A中的物质冷却后加入到H2S溶液中发现有气泡出现,但加人到稀盐酸中却没有任何现象。请用化学方程式和简要的文字解释原因____________
(4) 随着反应的进行,兴趣小组的同学们都特别注意到D中溶液红色逐渐褪去。他们对溶液红色褪去主要原因提出了如下假设,请你完成假设二。
假设一:B中逸出气体与水反应生成的物质有强氧化性,使红色逐渐褪去;
假设二 :__________________________________________。
(5) 请你设计实验验证上述假设一,写出实验步骤及结论___________________________________________________________________________
氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示:
(1)溶液A的溶质是 ;
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是 ;
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 ;
(4)电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-[c(SO42-)>c(Ca2+)]。
精致流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池):
①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是 。
②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小,过程Ⅱ中除去的离子有
④经过程Ⅲ处理,要求盐水中c 中剩余Na2SO3的含量小于5mg /L,若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg /L ,则处理10m3盐水b ,至多添加10% Na2SO3溶液 kg(溶液体积变化忽略不计)。
请从下图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验,要求测定产生的氢气的体积,并检验氯气。
(1)A极发生的电极反应式是_____________ ______,
B极发生的电极反应式是_______________________。
(2)设计上述气体实验装置时,各接口的正确连接顺序为:
A接______、 _____接______ ;B接_____ 、 _____接______ 。
(3)证明产物中有Cl2的实验现象是______ 。
(4)已知电解后测得产生的H2的体积为44.8 mL(已经折算成标准状况),电解后溶液的体积为50 mL,此时溶液中NaOH的物质的量浓度为:_____ ___。