【題目】如圖所示,某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理, 其中乙裝置中 X 為陽(yáng)離子交換膜。
根據(jù)要求回答相關(guān)問題:
(1)寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式_____
(2)寫出石墨電極的電極反應(yīng)式_____________
(3)反應(yīng)一段時(shí)間后,乙裝置中生成氫氧化鈉主要在_________(填“鐵極”或“石墨極”)區(qū)。
(4)如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì),丙裝置中陽(yáng)極上電極反應(yīng)式為_________,反應(yīng)一段時(shí)間,硫酸銅溶液濃度將_____(填“增大”“減小”或“不變”)。
(5)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,有 2.24 L 氧氣參加反應(yīng),則乙裝置中鐵電極上生成的氣體的分子數(shù)目為_____;丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為_____。
【答案】CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O 2Cl--2e-═Cl2↑ 鐵極 Cu-2e-=Cu2+和Zn-2e-=Zn2+ 減小 0.2×6.02×1023 12.8g
【解析】
(1)燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,屬于原電池,投放燃料的電極是負(fù)極,負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng),投放氧化劑的電極是正極,正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng);
(2)電解飽和氯化鈉溶液時(shí),連接原電池負(fù)極的電極是陰極,連接原電池正極的電極是陽(yáng)極,陽(yáng)極上氯離子放電,陰極上氫離子放電,注意如果活潑電極作陽(yáng)極,則陽(yáng)極上電極材料放電而不是溶液中陰離子放電;
(3)電解飽和氯化鈉溶液時(shí),陰極上氫離子放電,導(dǎo)致氫氧根離子濃度大于氫離子濃度而使溶液呈堿性;
(4)粗銅精煉時(shí),粗銅作陽(yáng)極,陽(yáng)極上金屬失電子,陰極上銅離子得電子,根據(jù)陰陽(yáng)極上金屬的變化確定溶液中銅離子是否變化;
(5)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等計(jì)算乙裝置中鐵電極上生成的氣體的分子數(shù)及丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量。
(1)燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,屬于原電池,投放燃料的電極是負(fù)極,投放氧化劑的電極是正極,負(fù)極上甲醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,電極反應(yīng)式為:CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O;
(2)乙池有外接電源屬于電解池,鐵電極連接原電池的負(fù)極,所以是陰極,則石墨電極是陽(yáng)極,陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣,電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-═Cl2↑;
(3)乙池中陰極是鐵,陽(yáng)極是碳,陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣,陰極上氫離子放電,導(dǎo)致陰極附近氫氧根離子濃度大于氫離子濃度溶液呈堿性,所以乙裝置中生成氫氧化鈉主要在鐵極區(qū);
(4)如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì),陽(yáng)極上除了銅,還有鋅失電子進(jìn)入溶液,發(fā)生的電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+和Zn-2e-=Zn2+,陰極上析出銅,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等知,陽(yáng)極上溶解的銅小于陰極上析出的銅,所以丙裝置中反應(yīng)一段時(shí)間,硫酸銅溶液濃度將減小;
(5)根據(jù)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等得氧氣、氫氣和銅的關(guān)系式為:O2~~~~~2H2~~~~~2Cu,設(shè)生成氫氣的分子數(shù)是x,生成銅的質(zhì)量是y,則乙裝置中鐵電極上生成的氫氣的分子數(shù)目為2mol×6.02×1023mol-1=0.2×6.02×1023;丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為×2×64g/mol=12.8g。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知如表數(shù)據(jù)。
(1)25℃時(shí),pH=11的NaCN溶液中水電離出的c(OH-)=_____molL-1。
(2)25℃時(shí),等濃度的NaCN、Na2CO3溶液、CH3COONa三種溶液的pH值由大到小的順序?yàn)?/span>_____。
(3)0.100molL-1NH4HCO3溶液中物質(zhì)的量濃度最大的離子是_____(填化學(xué)式)。
(4)向NaCN溶液中通入少量CO2,所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。
(5)25℃1.10molL-1CH3COOH溶液中,CH3COOH的電離度約為_____。
(6)25℃時(shí)等體積等濃度的NaCl與NaCN兩溶液中,離子總數(shù)NaCl_____NaCN(填“大于”、“小于”或“等于”);
(7)HCN與NaOH反應(yīng)后的溶液中存在:c(Na+)=c(CN-),該溶液呈_____性(填“酸”“堿”或“中”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有機(jī)物的命名及名稱書寫均正確的是
A.CH2Br-CH2Br 二溴乙烷
B.CH3CH(NH2)CH2COOH 3-氨基丁酸
C. 硬脂酸甘油脂
D.2,2-二甲基-3-丁醇
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國(guó)的四大發(fā)明之一黑火藥,爆炸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:S + 2KNO3 + 3C → K2S + 3CO2↑+ N2↑。請(qǐng)根據(jù)其中所含的元素回答下列問題:
(1)如圖所示為元素周期表中鉀元素框圖,數(shù)據(jù)“39.10”表示的是________;鉀元素在周期表中的位置為___________________。
(2)上述元素中,簡(jiǎn)單離子電子層結(jié)構(gòu)與氬原子相同,且離子半徑最大的元素,其原子核外有_____種不同能級(jí)的電子;已知其氧化物中一種對(duì)應(yīng)水化物能與氯單質(zhì)反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________。
(3)上述反應(yīng)生成物中,屬于非電解質(zhì)的是_________________(寫結(jié)構(gòu)式);其中熔點(diǎn)最高的物質(zhì)的電子式是______________。
(4)上述化學(xué)方程式的元素中,屬于同周期元素的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?/span>_______________,能證明其遞變規(guī)律的事實(shí)是_______________(填字母)。
A、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性 B、氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)
C、單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易程度 D、其兩兩組合形成的化合物中元素的化合價(jià)
(5)上述反應(yīng)中,如1.5mol還原劑________(填“得到”或“失去”)________ mol電子,則生成_________ g還原產(chǎn)物。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以石墨為電極分別電解水和飽和食鹽水,關(guān)于兩個(gè)電解池反應(yīng)的說法正確的是( 。
A.陽(yáng)極反應(yīng)式相同
B.電解結(jié)束后所得液體的pH相同
C.陰極反應(yīng)式相同
D.通過相同電量時(shí)生成的氣體總體積相等(同溫同壓)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】乙二酸俗稱草酸(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOOC﹣COOH,可簡(jiǎn)寫為H2C2O4),它是一種重要的化工原料.(常溫下0.01mol/L的H2C2O4、KHC2O4、K2C2O4溶液的pH如表所示.)
H2C2O4 | KHC2O4 | K2C2O4 | |
pH | 2.1 | 3.1 | 8.1 |
填空:
(1)寫出H2C2O4的電離方程式_______.
(2)KHC2O4溶液顯酸性的原因是_____;向0.1mol/L的草酸氫鉀溶液里滴加NaOH溶液至中性,此時(shí)溶液里各粒子濃度關(guān)系正確的是______.
a.c(K+)=c(HC2O4﹣)+c(H2C2O4)+c(C2O42﹣)
b.c(Na+)=c(H2C2O4)+c(C2O42﹣)
c.c(K+)+c(Na+)=c(HC2O4﹣)+c(C2O42﹣)
d.c(K+)>c(Na+)
(3)H2C2O4與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng),現(xiàn)象是有氣泡(CO2)產(chǎn)生,紫色消失.寫出反應(yīng)的離子方程式______;又知該反應(yīng)開始時(shí)速率較慢,隨后大大加快,可能的原因是_______.
(4)某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖所示:兩個(gè)燒杯中的試管都分別盛有2mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液和4mL 0.1mol/L 酸性KMnO4溶液,分別混合并振蕩,記錄溶液褪色所需時(shí)間.該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯?/span>________,但該實(shí)驗(yàn)始終沒有看到溶液褪色,推測(cè)原因_______.
(5)已知草酸(H2C2O4)受熱分解的化學(xué)方程式為:H2C2O4→H2O+CO↑+CO2↑,寫出FeC2O4在密閉容器中高溫分解的化學(xué)方程式________.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)為常見有機(jī)物:
①甲苯 ②1,3﹣丁二烯 ③直餾汽油 ④植物油
填空:
(1)既能使溴水因發(fā)生化學(xué)變化褪色,也能使酸性高錳酸鉀褪色的烴是____(填編號(hào));
(2)能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是______(填編號(hào)),寫出該反應(yīng)產(chǎn)物之一與硝酸酯化的化學(xué)方程式______.
(3)已知:環(huán)己烯可以通過1,3﹣丁二烯與乙烯發(fā)生環(huán)化加成反應(yīng)得到:
實(shí)驗(yàn)證明,下列反應(yīng)中,反應(yīng)物分子的環(huán)外雙鍵比環(huán)內(nèi)雙鍵更容易被氧化:
現(xiàn)僅以1,3﹣丁二烯為有機(jī)原料,無機(jī)試劑任選,按下列途徑合成甲基環(huán)己烷:
(a)寫出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A______;B_____
(b)加氫后產(chǎn)物與甲基環(huán)己烷互為同系物的是_______
(c)1mol A與1mol HBr加成可以得到_____種產(chǎn)物.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列不能用勒夏特列原理解釋的事實(shí)是( )
A. 氯水中有下列平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,光照后氯水顏色變淺
B. 合成氨工業(yè)使用高壓以提高氨的產(chǎn)量
C. 對(duì)于H2(g)+I2(g)2HI(g),達(dá)平衡后,縮小容器體積可使體系顏色變深
D. 汽水型飲料打開瓶蓋后產(chǎn)生大量氣體
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】環(huán)己酮是一種重要的有機(jī)化工原料。實(shí)驗(yàn)室合成環(huán)己酮的反應(yīng)如下:
環(huán)己醇和環(huán)己酮的部分物理性質(zhì)見下表:
物質(zhì) | 相對(duì)分子質(zhì)量 | 沸點(diǎn)(℃) | 密度(g·cm-3,20℃) | 溶解性 |
環(huán)己醇 | 100 | 161.1 | 0.9624 | 能溶于水和醚 |
環(huán)己酮 | 98 | 155.6 | 0.9478 | 微溶于水,能溶于醚 |
現(xiàn)以20 mL環(huán)己醇與足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反應(yīng),制得主要含環(huán)己酮和水的粗產(chǎn)品,然后進(jìn)行分離提純。分離提純過程中涉及的主要步驟(未排序):
a.蒸餾,除去乙醚后,收集151~156℃餾分;
b.水層用乙醚(乙醚沸點(diǎn)34.6 ℃,易燃燒)萃取,萃取液并入有機(jī)層;
c.過濾;
d.往液體中加入NaCl固體至飽和,靜置,分液;
e.加入無水MgSO4固體,除去有機(jī)物中少量水。
回答下列問題:
(1)上述分離提純步驟的正確順序是__________ (填字母)。
(2)b中水層用乙醚萃取的目的是_______。
(3)以下關(guān)于萃取分液操作的敘述中,不正確的是__________。
A.水溶液中加入乙醚,轉(zhuǎn)移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,如圖用力振蕩
B.振蕩幾次后需打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣
C.經(jīng)幾次振蕩并放氣后,手持分液漏斗靜置待液體分層
D.分液時(shí),需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔,再打開旋塞待下層液體全部流盡時(shí),再?gòu)纳峡诘钩錾蠈右后w
(4)在上述操作d中,加入NaCl固體的作用是__________。蒸餾除乙醚的操作中采用的加熱方式為________。
(5)蒸餾操作時(shí),一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)未通冷凝水,應(yīng)采取的正確方法是______。
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