14．人工腎臟可用間接電化學方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素（CO（NH2）2），原理如圖．
（1）陽極室中發(fā)生的反應依次有：6Cl--6e-═3Cl2↑、CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl．
（2）電解結(jié)束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將不變；若兩極共收集到氣體13.44L（標準狀況），則除去的尿素為7.2g（忽略氣體的溶解，下同）．
（3）若關(guān)閉左下側(cè)與左上側(cè)溶液的導入導出，當電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，則質(zhì)子交換膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差（△m左-△m右）為26g．

分析 （1）陰極反應為：6H2O+6e-═6OH-+3H2↑（或6H++6e-═3H2↑），陽極反應為：6Cl--6e-═3Cl2↑，CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl；
（2）陰極反應為：6H2O+6e-═6OH-+3H2↑（或6H++6e-═3H2↑）陽極反應為：6Cl--6e-═3Cl2↑，CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl，根據(jù)上述反應式可以看出在陰、陽極上產(chǎn)生的OH-、H+的數(shù)目相等，陽極室中反應產(chǎn)生的H+通過質(zhì)子交換膜進入陰極室與OH-恰好反應生成水，所以陰極室中電解前后溶液的pH不變；若兩極共收集到氣體13.44L（標準狀況），混合氣體物質(zhì)的量=$\frac{13.44L}{22.4L/mol}$=0.6mol，根據(jù)CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl可知n（N2）=n（CO2）=0.6mol×$\frac{1}{5}$=0.12 mol，根據(jù)N原子守恒計算尿素的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算尿素質(zhì)量；
（3）轉(zhuǎn)移2mol電子時，陽極6Cl--6e-═3Cl2↑，CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl，陰極反應為：6H++6e-═3H2↑，所以質(zhì)子交換膜左邊的2mol氫離子進去右邊，右側(cè)氫離子放出氫氣，質(zhì)量不變；左側(cè)陽極室中生成1molCl2，最終放出$\frac{1}{3}$molN2和$\frac{1}{3}$molCO2，據(jù)此分析．

解答 解：（1）根據(jù)圖知，陰極反應為：6H2O+6e-═6OH-+3H2↑（或6H++6e-═3H2↑），陽極反應為：6Cl--6e-═3Cl2↑，CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl，
故答案為：6Cl--6e-═3Cl2↑；CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl；
③陰極反應為6H2O+6e-═6OH-+3H2↑（或6H++6e-═3H2↑），陽極反應為6Cl--6e-═3Cl2↑，CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl，根據(jù)上述反應式可以看出在陰、陽極上產(chǎn)生的OH-、H+的數(shù)目相等，陽極室中反應產(chǎn)生的H+通過質(zhì)子交換膜進入陰極室與OH-恰好反應生成水，所以陰極室中電解前后溶液的pH不變；若兩極共收集到氣體13.44L（標準狀況），混合氣體物質(zhì)的量=$\frac{13.44L}{22.4L/mol}$=0.6mol，根據(jù)CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl可知n（N2）=n（CO2）=0.6mol×$\frac{1}{5}$=0.12 mol，根據(jù)N原子守恒得n[CO（NH2）2]=n（N2）=0.12mol，尿素質(zhì)量m=nM=0.12mol×60g/mol=7.2g，
故答案為：不變；7.2；
（3）轉(zhuǎn)移2mol電子時，陽極6Cl--6e-═3Cl2↑，CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl，陰極反應為：6H++6e-═3H2↑，所以質(zhì)子交換膜左邊的2mol氫離子進去右邊，右側(cè)氫離子放出氫氣，質(zhì)量不變；左側(cè)陽極室中生成1molCl2，最終放出$\frac{1}{3}$molN2和$\frac{1}{3}$molCO2，故膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差（△m左-△m右）=$\frac{1}{3}$（28+44）+2×1=26g，
故答案為：26．

點評 本題考查化學電源新型電池、電解原理等知識點，明確各個電極上發(fā)生的反應是解本題關(guān)鍵，難點是電極反應式的書寫及有關(guān)計算，書寫電極反應式要結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫，注意（3）中陽極上所發(fā)生的反應，為易錯點．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：解答題

4．將海水淡化與濃海水資源化結(jié)合起來是綜合利用海水的重要途徑之一．一般是先將海水淡化獲得淡水，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝提取其他產(chǎn)品．
回答下列問題：
（1）下列改進和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設想和做法可行的是②③④（填序號）．
①用混凝法獲取淡水          ②提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量
③優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種        ④改進鉀、溴、鎂的提取工藝
（2）采用“空氣吹出法”從濃海水中吹出Br2，并用純堿吸收．堿吸收溴的主要反應是Br2+Na2CO3+H2O  NaBr+NaBrO3+NaHCO3，吸收1mol Br2時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為$\frac{5}{3}$mol．
（3）海水提鎂的一段工藝流程如圖：

濃海水的主要成分如下：
離子Na+Mg2+Cl-SO42-
濃度/g/L63.728.8144.646.4
該工藝過程中，脫硫階段主要反應的離子方程式為Ca2++SO42-=CaSO4↓，產(chǎn)品2的化學式為Mg（OH）2，1L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為69.6g．
（4）采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應的化學方程式為MgCl2（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl2↑；電解時，若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關(guān)反應的化學方程式Mg+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg（OH）2+H2↑．

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

5．（1）氯元素的最高價氧化物為無色液體，0.25mol該物質(zhì)與一定量水混合得到一種稀溶液，并放出QkJ的熱量．寫出該反應的熱化學方程式：Cl2O7（l）+H2O（l）═2HClO4（aq）△H=-4QkJ/mol；
（2）已知：Fe2O3（s）+$\frac{3}{2}$C（s）═$\frac{3}{2}$CO2（g）+2Fe（s）△H=+234.1kJ•mol-1；C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1，則2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O2（g）═Fe2O3（s）的△H是-824.4kJ•mol-1；
（3）意大利羅馬大學的FulvioCacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子結(jié)構(gòu)（如圖1所示）．已知斷裂1molN-N吸收167kJ熱量，生成1molN≡N放出942kJ．根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，寫出N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2的熱化學方程式：N4（g）═2N2（g）△H=-882kJ/mol；
（4）圖2是丙烷（C3H8）、二甲醚（CH3OCH3）燃燒過程中能量變化圖，其中x為各自反應中對應的系數(shù)．根據(jù)該圖寫出二甲醚燃燒的熱化學方程式：CH3OCH3（g）+3O2（g）→2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1455kJ•mol-1．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

2．對于CH4、C3H4、C2H4、C2H6、C3H6五種烴，回答下列有關(guān)問題：
（1）等質(zhì)量的上述五種烴，在相同狀況下體積最大的是CH4．
（2）等質(zhì)量的上述五種烴，完全燃燒生成CO2最多的是C2H2．
（3）在120℃、1.01×105Pa條件下，與足量的O2混合點燃，完全燃燒前后氣體體積沒有變化的烴是CH4、C3H4、C2H4．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

9．如圖是化學工作者設計的鹵素間置換反應的實驗裝置示意圖．該裝置將鹵素間的置換反應設計在“兩管”中，符合“綠色化學”的實驗要求，是十分優(yōu)秀的微型實驗裝置．已知高錳酸鉀固體能氧化濃鹽酸中的HCl生成氯氣：
2KMnO4+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
實驗操作如下：向U型管中加入約2g高錳酸鉀固體，按如上圖所示安裝好．關(guān)閉止水夾②．試回答下列問題：
（1）打開分液漏斗活塞，滴加濃鹽酸，U型管中出現(xiàn)的現(xiàn)象是U型管中充滿黃綠色氣體（不考慮濾紙現(xiàn)象）．
（2）4處產(chǎn)生的現(xiàn)象是濾紙變藍．
（3）打開止水夾①、②，使氯氣上升到2位置，保持一會兒即關(guān)閉止水夾②，不使氯氣上升，2處產(chǎn)生的現(xiàn)象是棉花團變黃．取下上節(jié)玻璃管斜放，將止水夾①及膠管取下，置于玻璃管2處下端口，將其封�。�2處微微加熱，1處產(chǎn)生的現(xiàn)象是棉花團變藍．
（4）此實驗中產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象說明的問題是鹵素單質(zhì)氧化性由強到弱的順序為Cl2＞Br2＞I2．
（5）NaOH溶液棉團的作用是吸收多余的氯氣．
（6）在高錳酸鉀固體與鹽酸的反應中，HCl的作用是還原劑、酸性．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

19．下列有關(guān)氯元素及其化合物的表示正確的是（　�。�
A．質(zhì)子數(shù)為17、中子數(shù)為20的氯原子：${\;}_{17}^{20}$Cl
B．氯離子（Cl-）的結(jié)構(gòu)示意圖：
C．氯分子的電子式：${\;}_{•}^{•}$$\underset{\stackrel{••}{Cl}}{••}$${\;}_{•}^{•}$$\underset{\stackrel{••}{Cl}}{••}$${\;}_{•}^{•}$
D．氯乙烯分子的結(jié)構(gòu)簡式：H3C-CH2Cl

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

6．乙醛在氧化銅催化劑存在的條件下，可以被空氣氧化成乙酸．依據(jù)此原理設計實驗制得并在試管C中收集到少量乙酸溶液（如圖1所示：試管A中裝有40%的乙醛水溶液、氧化銅粉末；試管C中裝有適量蒸餾水；燒杯B中裝有某液體）．已知在60℃～80℃時用雙連打氣球鼓入空氣即可發(fā)生乙醛的氧化反應，連續(xù)鼓入十幾次反應基本完全．有關(guān)物質(zhì)的沸點見表：
物質(zhì)乙醛乙酸甘油乙二醇水
沸點20.8℃117.9℃290℃197.2℃100℃
請回答下列問題：
（1）試管A內(nèi)在60℃～80℃時發(fā)生的主要反應的化學方程式為（注明反應條件）2CH3CHO+O2$→_{68℃～80℃}^{cuo}$2CH3COOH．
（2）如圖所示在實驗的不同階段，需要調(diào)整溫度計在試管A內(nèi)的位置，
在實驗開始時溫度計水銀球的位置應在試管A的反應液中，目的是測量反應溶液的溫度；當試管A內(nèi)的主要反應完成后溫度計水銀球的位置應在在試管A的支管口處，目的是收集含乙酸的餾分．
（3）燒杯B的作用是：①使試管A內(nèi)的反應液均勻受熱發(fā)生反應，②使生成的乙酸蒸氣進入試管；燒杯B內(nèi)盛裝的液體可以是乙二醇或甘油（寫出一種即可，在題給物質(zhì)中找）．
（4）若想檢驗試管C中是否含有產(chǎn)物乙酸，在下列提供的試劑和試紙中可以選用ad．（填序號）．實驗儀器任選．所提供的試劑和試紙有：
a．pH試紙  b．紅色的石蕊試紙  c．白色的醋酸鉛試紙 d．碳酸氫鈉粉末．
（5）實驗室可以用下列裝置如圖2來探究乙酸、苯酚、碳酸的酸性強弱．
①飽和碳酸氫鈉溶液的作用是除去乙酸．
②苯酚鈉溶液中應觀察到溶液變渾濁，有關(guān)的化學方程式C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH↓+NaHCO3．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

3．某溫度下，H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）的平衡常數(shù)K=2.25．該溫度下在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，投入H2（g）和CO2（g），其起始濃度如表所示．
起始濃度甲乙丙
c（H2）/mol/L0.0100.0200.020
c（CO2）/mol/L0.0100.0100.020
下列判斷不正確的是（　　）
A．反應開始時，反應速率：甲＜乙＜丙
B．平衡時，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60%
C．平衡時，c（CO2）丙=2c（CO2）甲
D．平衡時，乙中CO2的體積分數(shù)大于60%

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科目：高中化學 來源： 題型：多選題

4．下列實驗中所選用的儀器或操作以及結(jié)論不合理的是（　　）
A．用托盤天平稱量11.7g氯化鈉晶體
B．用堿式滴定管量取25.00mL高錳酸鉀溶液
C．不宜用瓷坩堝灼燒氫氧化鈉、碳酸鈉
D．測定溶液的pH時，用潔凈、干燥的玻璃棒蘸取溶液，滴在用蒸餾水潤濕過的pH試紙上，再與標準比色卡比較
E．用蒸餾水和pH試紙，就可以鑒別pH相等的H2SO4和CH2COOH溶液

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