【題目】某小組同學模擬工業(yè)上用離子交換膜法制燒堿的方法,可以設想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。
(1)該電解槽的陽極反應為________________________,此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)________(填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。
(2) 制得的氫氧化鉀溶液從出口________(填寫“A”、“B”、“C”、“D”)導出,制得的氧氣從出口________ (填寫“A”、“B”、“C”、“D”)導出。
(3)通電開始后,陰極附近溶液pH會增大,請簡述原因_______________________________ 。
(4)若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池,則電池正極的電極反應為___________
【答案】2H2O-4e-===O2↑+4H+ 小于 D B H+放電,促進水的電離,OH-濃度增大 O2+2H2O+4e-===4OH-
【解析】
(1)電解時,溶液中的氫氧根離子的放電能力大于硫酸根離子的放電能力,陽極上失電子發(fā)生氧化反應;根據(jù)陰陽離子的移動方向,通過相同電量時,陰陽離子交換的個數(shù)判斷。
(2)根據(jù)氫氧化鈉和氧氣生成的電極判斷導出口。
(3)根據(jù)放電的離子判斷PH增大的原因。
(4)燃料原電池中,正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應,寫出相應的電極反應式,注意結合電解質溶液的酸堿性書寫。
(1)電解時,陽極上失電子發(fā)生氧化反應,反應為2H2O-4e-===O2↑+4H+;陽極氫氧根離子放電,因此硫酸根離子向陽極移動,陰極氫離子放電,因此鈉離子向陰極移動,所以通過相同電量時,通過陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過陽離子交換膜的離子數(shù)。
故答案為:2H2O-4e-===O2↑+4H+;小于;
(2)氫氧化鉀在陰極生成,所以在D口導出;氧氣在陽極生成,且氧氣是氣體,所以從B口導出。
故答案為:D;B;
(3)通電開始后,陰極上氫離子放電生成氫氣,氫離子來自于水,所以促進水的電離,導致溶液中氫氧根離子的濃度大于氫離子的濃度,所以溶液的pH值增大。
故答案為:H+放電,促進水的電離,OH-濃度增大;
(4)燃料原電池中,燃料在負極上失電子發(fā)生氧化反應,氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應,該燃料原電池中,氧氣是氧化劑,所以氧氣在正極上得電子和水反應生成氫氧根離子,電極反應式為O2+2H2O+4e-===4OH-。
故答案為:O2+2H2O+4e-===4OH-。
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【題目】某工業(yè)廢水中含有的 Mn2+、CN﹣等會對環(huán)境造成污染,在排放之前必須進行處理。ClO2是一種國際上公認的安全無毒的綠色水處理劑,某實驗興趣小組通過如圖裝置制備 ClO2,并用它來處理工業(yè)廢水中的 Mn2+、CN﹣。
已知:i.ClO2 為黃綠色氣體,極易溶于水,沸點 11℃;
ii.ClO2 易爆炸,若用“惰性氣體”等稀釋時,爆炸性則大大降低;
iii.某工業(yè)廢水處理過程中 Mn2+轉化為 MnO2、CN﹣轉化為對大氣無污染的氣體;
iv.裝置 B 中發(fā)生的反應為:H2C2O4+H2SO4+2KClO3═K2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O。
請回答下列問題:
(1)B 裝置的名稱是_____,C 裝置的作用為_____。
(2)用 H2C2O4 溶液、稀硫酸和 KC1O3 制備 ClO2 的最大優(yōu)點是_____。
(3)寫出裝置 D 中除去 Mn2+的離子方程式_____。
(4)ClO2 在處理廢水過程中可能會產生副產物亞氯酸鹽(ClO2 )。下列試劑中,可將 ClO2 轉化為 Cl
的是_____。(填字母序號)。
a.FeSO4 b.O3 c.KMnO4 d.SO2
(5)在實驗室里對該廢水樣品中 CN﹣含量進行測定:取工業(yè)廢水Wg于錐形瓶中,加入10mL0.10mol/L 的硫酸溶液,用 0.0200mol/L 的 KMnO4標準溶液進行滴定,當達到終點時共消耗 KMnO4 標準溶液25.00mL。
在此過程中:
①實驗中使用棕色滴定管的原因是_____,滴定終點的判斷依據(jù)是_____。
②W g 工業(yè)廢水中 CN﹣的物質的量為_____。
③若盛裝工業(yè)廢水的錐形瓶未潤洗,則測定結果將_____(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
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【題目】合成滌綸的流程圖如下所示。
回答下列問題:
(1)A的名稱為 ;
(2) F的結構簡式是 ;
(3) C→D的反應類型是 ;F→G的反應類型為 ;
(4)E與H反應的化學方程式為 :
(5)E有多種同分異構體,符合下列條件的同分異構體有 種,其中在核磁共振氫譜中出現(xiàn)四組峰的是 (寫出結構簡式)。
①芳香族化合物;②紅外光譜顯示含有羧基;③能發(fā)生銀鏡反應;④能發(fā)生水解反應
(6) A也能一步轉化生成E:.試劑a可以用 溶液。
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【題目】過氧化碳酰胺[CO(NH2)2·H2O2]是一種與過氧化氫性質相似的固體氧化劑,因其具有價廉、安全、易于儲存、使用方便等優(yōu)點,被廣泛應用于日用化工、食品、建筑、農業(yè)等領域。請回答下列問題:
I.過氧化碳酰胺的制備
實驗室用尿素和雙氧水制備過氧化碳酰胺的步驟如下:取5.0 mL 30% H2O2放入50 mL錐形瓶中,加入1.8 g尿素(H2O2與尿素的物質的量之比為3:2);將裝有反應混合物的錐形瓶放入水浴鍋中,水浴加熱至60 °C,加熱幾分鐘,得到一種澄清、透明的溶液;將溶液轉移到大蒸發(fā)皿上,在60 °C恒溫水浴鍋上緩慢蒸發(fā);溶液中緩慢析出針狀晶體;當結晶完全后,將針狀晶體用濾紙吸去水分,稱重,得產品2.5 g。
已知:CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2。
(1)H2O2的電子式為________________________。
(2)水浴加熱時溫度控制在60 °C最好,其原因為___________________________。
(3)過氧化碳酰胺的產率為___________%(結果保留1位小數(shù))。
II.過氧化碳酰胺的性質
稱取0.50g過氧化碳酰胺于試管中,加5mL水溶解。
過氧化碳酰胺的鑒定反應步驟及現(xiàn)象如下:
在試管中加入5滴過氧化碳酰胺溶液、0.5 mL乙醚和2滴2 mol·L-1 H2SO4酸化,再加入2~3滴0.1 mol. L-1K2CrO4溶液.振蕩試管,上層呈深藍色,過氧化氫和重鉻酸鉀發(fā)生非氧化還原反應生成藍色的CrO5,CrO5在乙醚中穩(wěn)定,碳酰胺[CO(NH2)2]不和重鉻酸鉀反應,下層呈綠色,CrO5在水中不穩(wěn)定,易分解生成Cr(OH)2+和O2。
(4)檢驗O3可用CrO3與O3反應,得藍色晶體CrO5:CrO3+O3 →CrO5(未配平),則該反應中氧化劑與還原劑的個數(shù)比為_____________。
(5)CrO5在水中分解的離子方程式為_______________。
III.過氧化碳酰胺中活性氧含量的測定(以過氧化氫中氧原子的質量分數(shù)計)
準確稱量7.5200 g產品,配制成100 mL溶液,用移液管移取10.00 mL溶液于250 mL錐形瓶中,加人適量水和硫酸,用0.1000mol·L-1的酸性高錳酸鉀標準溶液平行滴定三次,平均消耗的體積為24.00mL。.
(6)配制100mL過氧化碳酰胺溶液所用到的玻璃儀器有____________,判斷滴定至終點的現(xiàn)象為___________________,過氧化碳酰胺中活性氧含量為_____________(結果保留1位小數(shù))。
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【題目】下列說法中正確的是
A. NO2、BF3、NCl3分子中沒有一個分子中原子的最外層電子都滿足了8電子穩(wěn)定結構
B. P4和CH4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28′
C. NH4+的電子式為 ,離子呈平面正方形結構
D. NH3分子中有一對未成鍵的孤電子對,它對成鍵電子的排斥作用較強
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【題目】一種全天候太陽能電池光照時的工作原理如圖所示。
下列說法不正確的是( )
A.硅太陽能電池供電原理與該電池相同
B.光照時,b極的電極反應式為VO2+﹣e-+H2O=VO2++2H+
C.光照時,毎轉移1mol電子,有2molH+由b極區(qū)經(jīng)質子交換膜向a極區(qū)遷移
D.夜間時,該電池相當于蓄電池放電,a極發(fā)生氧化反應
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【題目】環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體,該反應為。不同溫度下,溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應時間的關系如圖所示,下列說法正確的是( )
A.T1<T2
B.a點的正反應速率小于b點的逆反應速率
C.a點的反應速率小于c點的反應速率
D.反應開始至b點時,雙環(huán)戊二烯平均速率約為:0.45molL-1h-1
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【題目】利用小粒徑零價鐵(ZVI)的電化學腐蝕處理三氯乙烯,進行水體修復的過程如圖所示。H+,O2,NO3-等共存物的存在會影響水體修復效果,定義單位時間內ZVI釋放電子的物質的量為nt,其中用于有效腐蝕的電子的物質的量為ne。下列說法錯誤的是( )
A. 反應①②③④均在正極發(fā)生
B. 單位時間內,三氯乙烯脫去amolCl時ne=amol
C. ④的電極反應式為NO3-+10H++8e-=NH4++3H2O
D. 增大單位體積水體中小粒徑ZVI的投入量,可使nt增大
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【題目】我國成功研制的新型可充電 AGDIB電池(鋁—石墨雙離子電池)采用石墨、鋁鋰合金作為電極材料,以常規(guī)鋰鹽和碳酸酯溶劑為電解液。電池反應為CxPF6+LiyAl=Cx+LiPF6+Liy-1Al。放電過程如圖,下列說法正確的是( 。
A.B為負極,放電時鋁失電子
B.充電時,與外加電源負極相連一端電極反應為LiyAl-e-=Li++Liy-1Al
C.充電時A電極反應式為Cx+PF-e-=CxPF6
D.廢舊 AGDIB電池進行“放電處理”時,若轉移1 mol電子,石墨電極上可回收7 g Li
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