【題目】有一種節(jié)能的氯堿工業(yè)新工藝,將電解池與燃料電池相組合,相關(guān)流程如圖所示(電極未標(biāo)出);卮鹣铝杏嘘P(guān)問題:

(1)電解池的陰極反應(yīng)式為_____________

(2)通入空氣一極的電極反應(yīng)式為_____________。燃料電池中陽離子的移動(dòng)方向是_____________ (“從左向右從右向左”)。

(3)電解池中產(chǎn)生 2molCl2,理論上燃料電池中消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下_____________LO2。

(4) ab、c 由大到小的順序?yàn)椋?/span>_____________

(5)二氧化氯是目前國際上公認(rèn)的第四代高效、無毒的廣譜消毒劑,可由 KClO3H2SO4存在下與 Na2SO3反應(yīng)制得。請寫出反應(yīng)的離子方程式_____________

【答案】2H++2e-=H2 正極 從左向右 22.4 ca 2ClO3-+SO32-+2H+═2ClO2+SO42-+H2O

【解析】

(1) 電解池中生成氫氣的一端為電解池的陰極,溶液中氫離子得到電子生成氫氣;

(2) 燃料電池中燃料在原電池負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),空氣中氧氣在正極上得到電子生成氫氧根離子,燃料電池中陽離子移向正極;

(3) 依據(jù)電解池和原電池中電子守恒計(jì)算得到;

(4)燃料電池中正極氧氣得到電子產(chǎn)生OH-,負(fù)極氫氣失電子生成氫離子消耗氫氧根離子,再結(jié)合離子交換膜的作用分析即可;

(5) 二氧化氯由KClO3H2SO4存在下與Na2SO3反應(yīng)制得,則可知反應(yīng)物、生成物,結(jié)合電子守恒、電荷守恒分析。

(1) 電解池中生成氫氣的一端為電解池的陰極,溶液中氫離子得到電子生成氫氣,在氫氧化鈉溶液中,電解池的陰極反應(yīng)式為;2H++2e-=H2;

(2) 燃料電池的工作原理:負(fù)極是燃料氫氣發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),即H2-2e-+2OH-=2H2O,正極是氧氣發(fā)生得電子得還原反應(yīng),即O2+4e-+2H2O=4OH-,銅空氣的電極為正極;原電池中,陽離子交換膜使陽離子通過,陽離子移向正極;

(3) 電解池中產(chǎn)生2mol Cl2,依據(jù)電子守恒,O2+4e-+2H2O=4OH-,4Cl--4e-=2Cl2,得到2Cl2O2,計(jì)算得到生成氧氣1mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為1mol×22.4L/mol=22.4L;

(4) 燃料電池中的離子膜只允許陽離子通過,而燃料電池中正極氧氣得到電子產(chǎn)生OH-,所以反應(yīng)后氫氧化鈉的濃度升高,即a%小于c%,負(fù)極氫氣失電子生成氫離子消耗氫氧根離子,所以b%a%,得到b%a%c%,故答案為:cab;

(5) KClO3H2SO4存在下與Na2SO3反應(yīng),SO32-被氧化成SO42-,由電子、電荷守恒可知該離子反應(yīng)為2ClO3-+SO32-+2H+═2ClO2+SO42-+H2O。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】ClO2是一種黃綠色或橙黃色的氣體,極易溶于水,可用于水的消毒殺菌、水體中Mn2+等重金屬清除及煙氣的脫硫脫硝;卮鹣铝袉栴}:

(1)將過硫酸鈉(Na2S2O8)溶液加入亞氯酸鈉(NaClO2)中可制備ClO2,該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_____。

(2)將ClO2通入MnSO4溶液,溶液中可檢測到Cl-同時(shí)有黑色沉淀生成。該反應(yīng)的離子方程式為__________。

(3)為研究ClO2脫硝的適宜條件,在1L200 mgL-1 ClO2溶液中加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH,通入NO氣體并測定NO的去除率,脫硝后N元素以NO3形式存在,其關(guān)系如下圖所示:

①實(shí)驗(yàn)中使用的ClO2溶液的物質(zhì)的量濃度為______(保留三位有效數(shù)字);要使NO的去除率更高,應(yīng)控制的條件是_________。

②當(dāng)溶液pH7時(shí),NO的去除率增大的原因是ClO2NaOH溶液反應(yīng)可生成更強(qiáng)的吸收劑NaClO2,寫出堿性條件下NaClO2脫除NO反應(yīng)的離子方程式:_________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分為MnO2,同時(shí)含少量鐵、鋁等的化合物)制備硫酸錳的常見流程如下:

部分金屬陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見下表:

沉淀物

Al(OH)3

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

pH

5.2

3.2

9.7

10.4

1)一氧化錳用硫酸酸浸時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為____________________。酸浸后加入MnO2將溶液中的Fe2氧化成Fe3,其目的是___________。

2)濾渣A的成分除MnO2外,還有_______________。

3MnO2是制造堿性鋅錳電池的基本原料,放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為________。工業(yè)上以石墨為電極電解酸化的MnSO4溶液生產(chǎn)MnO2,陽極的電極反應(yīng)式為_________,當(dāng)陰極產(chǎn)生4.48L(標(biāo)況)氣體時(shí),MnO2的理論產(chǎn)量為______g

4)錳的三種難溶化合物的溶度積:Ksp(MnCO3)1.8×1011,Ksp[Mn(OH)2]1.9×1013,Ksp(MnS)2.0×1013,則上述三種難溶物的飽和溶液中,Mn2濃度由大到小的順序是_____________________(填寫化學(xué)式)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在室溫下,下列各組離子一定能大量共存的是(

A.滴入石蕊試液顯紅色的溶液:K+Mg2+、AlO2SO32

B.1.0mol·L1KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl、SO42

C.1×1012的溶液中:NH4+、Fe2+、Cl、NO3

D.通入足量CO2的溶液:Ca2+、ClK+、Na+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氮元素是重要的非金屬元素,可形成鹵化物、氮化物,疊氮化物及配合物等多種化合物。

(1)NF3、NBr3NCl3的沸點(diǎn)由高到低的順序是______,這三種化臺(tái)物中N原子的雜化類型是______,分子的空間構(gòu)型是______

(2)N、FBr三種元素的電負(fù)性由大到小順序?yàn)?/span>____________

(3)疊氮酸(HN3)是一種弱酸?刹糠蛛婋x出H+N3-,請寫出兩種與N3-互為等電子體的分子______

(4)Fe2+、Cu2+Co3+等過渡金屬離子都能與疊氮化物、氰化物形成配合物。Fe2+的核外電子排布式為______;配合物[Co(N3)(NH3)5]SO4Co的配位數(shù)為______,Co3+NH3之間的作用力是______

(5)NaN3KN3相比,NaN3的晶格能______KN3的晶格能(、”)+

(6)某元素XN形成的氮化物中,X+K、L、M三個(gè)電子層均充滿了電子。它與N3-形成晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示,X+的符號(hào)是______,晶體中每個(gè)N3-與其距離最近的X+______個(gè)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在不同情況下測得反應(yīng)速率,反應(yīng)速率最快的是(

A. υ (C)=0.5 mol / L·s B. υ(D)=0.4 mol / L·s

C. υ(B)=0.6 mol / L·s D. υ(A)=0.15 mol / L·s

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用乙醇、濃硫酸和溴化鈉反應(yīng)來制備溴乙烷,并探究溴乙烷的性質(zhì)。反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置如下(加熱裝置未畫出):

H2SO4(濃)+NaBrNaHSO4+HBr↑ CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O

有關(guān)數(shù)據(jù)見下表:

乙醇

溴乙烷

狀態(tài)

無色液體

無色液體

深紅色液體

密度/(g·cm3)

0.79

1.44

3.1

沸點(diǎn)/℃

78.5

38.4

59

Ⅰ.溴乙烷的制備:

(1)若圖甲中A加熱溫度過高或濃硫酸的濃度過大,均會(huì)使C中收集到的粗產(chǎn)品呈橙色,原因是A中發(fā)生了副反應(yīng),其化學(xué)方程式為__________;F連接導(dǎo)管通入稀NaOH溶液中,其目的主要是_________;導(dǎo)管E的末端須低于D的水面,其目的是__________。

(2)為了除去粗產(chǎn)品中的氧化性雜質(zhì),宜選擇下列_________ (填序號(hào))溶液來洗滌所得粗產(chǎn)品。

A.氫氧化鈉  B.碘化鉀  C.碳酸氫鈉  D.亞硫酸鈉

(3)粗產(chǎn)品用上述溶液洗滌、分液后,再經(jīng)過蒸餾水洗滌、分液,然后加入少量的無水硫酸鎂固體,靜置片刻后過濾,再將所得濾液進(jìn)行蒸餾,收集到的餾分約10.0g。從乙醇的角度考慮,本實(shí)驗(yàn)所得溴乙烷的產(chǎn)率是___________。

Ⅱ.溴乙烷性質(zhì)的探究

用如圖乙實(shí)驗(yàn)裝置(鐵架臺(tái)、酒精燈略)驗(yàn)證溴乙烷的性質(zhì):在試管中加入10mL6mol·L1NaOH溶液和2mL溴乙烷,振蕩、靜置,液體分層,水浴加熱。

(4)觀察到___________,表明溴乙烷與NaOH溶液已完全反應(yīng)。

(5)為證明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中反應(yīng)的氣體產(chǎn)物為乙烯,將生成的氣體通入如圖丙裝置。a試管中的水的作用是 ___________,若無a試管,b試管中的試劑應(yīng)為___________ 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是一放熱反應(yīng)。如果反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行,下列有關(guān)說法中不正確的是(

A. 升高溫度會(huì)使反應(yīng)速率加快

B. 當(dāng)NH3的濃度不再變化時(shí),反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)

C. 在高溫和催化劑作用下,H2可以100%地轉(zhuǎn)化為NH3

D. 使用催化劑可以加快反應(yīng)速率

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某含錳礦物的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2、Al2O3等。已知FeCO3、MnCO3難溶于水。一種運(yùn)用陰離子膜電解法的新技術(shù)可用于從碳酸錳礦中提取金屬錳,主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:

(1)設(shè)備1中反應(yīng)后,濾液1里錳元素只以Mn2+的形式存在,且濾渣1中也無MnO2。濾渣1的主要成分是 (填化學(xué)式)。

(2)設(shè)備1中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式是 。

(3)設(shè)備2中加足量雙氧水的作用是 。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)濾液2中是否存在Fe2+

(4)設(shè)備4中加入過量氫氧化鈉溶液,沉淀部分溶解,。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋原因: 。

(5)設(shè)備3中用陰離子膜法提取金屬錳的電解裝置圖如下:

① 電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動(dòng)的方向,則A電極是直流電源的 極。實(shí)際生產(chǎn)中,陽極以稀硫酸為電解液,陽極的電極反應(yīng)式為 。

② 該工藝之所以采用陰離子交換膜,是為了防止Mn2+進(jìn)入陽極區(qū)發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2造成資源浪費(fèi),寫出該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式 。

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