【題目】二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體,是國(guó)際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑,目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝.
(1)①如圖示意用石墨做電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。寫出陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式: .
②電解一段時(shí)間,當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),停止電解.通過陽離子交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為mol;用平衡移動(dòng)原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因。
(2)ClO2對(duì)污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明顯的去除效果.某工廠污水中含CN-amg/L,現(xiàn)用ClO2將CN-氧化,只生成兩種氣體,其離子反應(yīng)方程式為;處理100m3這種污水,至少需要ClO2mol.
(3)為提高甲醇燃料的利用率,科學(xué)家發(fā)明了一種燃料電池,電池的一個(gè)電極通入空氣,另一個(gè)電極通入甲醇?xì)怏w,電解質(zhì)是摻入了Y2O3的ZrO2晶體,在高溫下它能傳導(dǎo)O2-。電池工作時(shí)正極反應(yīng)式為。
【答案】
(1)Cl- - 5e- + 2H2O = ClO2↑+ 4H+;0.01;在陰極發(fā)生2H+ + 2e- =H2↑,H+濃度減小,使得H2O OH-+H+的平衡向右移動(dòng),OH-濃度增大,pH增大
(2)2ClO2+2CN- = N2↑+ 2CO2↑+2Cl;- (或3.85a)
(3)O2+4e-=2O2-
【解析】(1)①陽極發(fā)生氧化反應(yīng),由題意可知,氯離子放電生成ClO2 , 由元素守恒可知,有水參加反應(yīng),結(jié)合電荷守恒可知,同時(shí)生成氫離子,陽極電極反應(yīng)式為:Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+;
②在陰極發(fā)生2H++2e-=H2↑,氫氣的物質(zhì)的量為 =0.005mol,通過陽離子交換膜的陽離子為+1價(jià)離子,故交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為0.005mol×2=0.01mol,電解中陰極H+濃度減小,使得H2O OH-+H+的平衡向右移動(dòng),溶液的pH增大;
(2)ClO2將CN-氧化,只生成兩種氣體,應(yīng)生成氮?dú)馀c二氧化碳,同時(shí)生成氯離子,反應(yīng)離子方程式為:2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl- , 100m3廢水中CN-質(zhì)量=100m3×ag/m3=100ag,CN-的物質(zhì)的量為 = mol,由方程式可知,至少需要ClO2的物質(zhì)的量= mol;
(3)燃料電池,電池的一個(gè)電極通 入空氣,另一個(gè)電極通入甲醇?xì)怏w,電解質(zhì)是摻入了 Y2O3的ZrO2晶體,在高溫下它能傳導(dǎo)O2-離子,根據(jù)原電池原理,正極O2得到電子生成負(fù)極O2-:O2+4e-=2O2-;
故答案為:(1)①Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+;②0.01;在陰極發(fā)生2H++2e-=H2↑,H+濃度減小,使得H2O OH-+H+的平衡向右移動(dòng),OH-濃度增大,pH增大;(2)2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-;;(3)O2+4e-=2O2-
(1)①陽極產(chǎn)生的ClO2主要由溶液中的Cl-失去電子后產(chǎn)生的,結(jié)合電荷守恒、原子守恒書寫電極反應(yīng)式;
②陰極發(fā)生反應(yīng)生2H++2e-=H2↑,產(chǎn)生氫氣,根據(jù)氫氣的量計(jì)算轉(zhuǎn)移的陽離子;結(jié)合化合平衡移動(dòng)分析;
(2)用ClO2將CN-氧化,只生成兩種氣體,說明產(chǎn)生的氣體為CO2、N2 , 據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式;根據(jù)方程式計(jì)算需要ClO2的物質(zhì)的量;
(3)固體氧化物電解質(zhì),用于傳導(dǎo)氧離子,則正極應(yīng)由氧氣得電子變成氧離子;
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以鉻鐵礦(主要成份為FeO·Cr2O3,還含有Al2O3、MgO等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)二水合重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O),其主要工藝流程如下圖所示。
回答下列問題:
(1)二水合重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)中Cr的化合價(jià)為________________。
(2)已知:步驟①中涉及的主要反應(yīng)是FeO·Cr2O3+Na2CO3+O2Na2CrO4+Fe2O3+CO3(未配平),該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量比為_____________。
(3)濾渣1的主要成分為MgO和_____(填化學(xué)式);濾渣2的成分是______(填物質(zhì)名稱)。
(4)步驟④,向?yàn)V液中加入稀硫酸,溶液由黃色變?yōu)槌壬?/span>,得到Na2Cr2O7和Na2SO4的混合溶液,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________。
(5)經(jīng)步驟④酸化后的溶液中獲得Na2Cr2O7·2H2O晶體的操作依次是蒸發(fā)濃縮、____、過濾、洗滌、干燥。
(6)該工藝的酸性廢液中含有Cr2O72-,可向廢液中加入綠礬(FeSO4·7H2O)還原處理。若處理20m3的Cr2O72-酸性廢液,需要綠礬166.8g,則原廢液中Cr2O72-的物質(zhì)的量濃度為_____mol/L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】室溫下,將1.000mol·L-1鹽酸滴入20.00mL 1.000mol·L-1氨水中,溶液pH和溫度隨加入鹽酸體積變化曲線如下圖所示。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.a點(diǎn)由水電離出的c(H+)=1.0×10-14mol/L
B.b點(diǎn):c(NH4+)+c(NH3·H2O) > c(Cl-)
C.c點(diǎn):反應(yīng)消耗的HCl 和NH3·H2O 的關(guān)系為:n(HCl)= n(NH3·H2O)
D.d點(diǎn)后,溶液溫度略下降的主要原因是NH3·H2O電離吸熱
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法中正確的是( )
A.2gH2所占有的體積是22.4L
B.常溫下壓下32gO2與標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LN2含有相同的分子數(shù)
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LH2O含有6.02×1023個(gè)H2O分子
D.11.2LO2的質(zhì)量是16g
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】描述弱電解質(zhì)電離情況可以用電離度和電離平衡常數(shù)表示,下表是常溫下幾種弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù):
酸或堿 | 電離常數(shù)(Ka或Kb) | 難(微)溶物 | 溶度積常數(shù)(Ksp) |
CH3COOH | 1.8×10-5 | BaSO4 | 1×10-10 |
HNO2 | 4.6×10-4 | BaCO3 | 2.6×10-9 |
HCN | 5×10-10 | CaSO4 | 7×10-5 |
HClO | 3×10-8 | CaCO3 | 5×10-9 |
NH3·H2O | 1.8×10-5 |
請(qǐng)回答下面問題:
(1)上述四種酸中,酸性最弱的是 (用化學(xué)式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的電離程度增大,而電離常數(shù)不變的操作是(填序號(hào))。
A.升高溫度 B.加水稀釋
C.加少量的CH3COONa固體 D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液呈 (選填“酸性”“中性”或“堿性”),理由是 , 溶液中各離子濃度大小的關(guān)系是。
(3)物質(zhì)的量1∶1的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,該溶液中離子的濃度從大到小排列為。
(4)工業(yè)中常將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3后,再將其制成各種可溶性的鋇鹽(如:BaCl2)。具體做法是用飽和的純堿溶液浸泡BaSO4粉末,并不斷補(bǔ)充純堿,最后BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3。現(xiàn)有足量的BaSO4懸濁液,在該懸濁液中加純堿粉末并不斷攪拌,為使SO42-物質(zhì)的量濃度達(dá)到0.01mol·L-1以上,則溶液中CO32-物質(zhì)的量濃度應(yīng) ≥mol·L-1。
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【題目】下列敘述正確的是( )
A.鎂條在二氧化碳中不能燃燒B.鎂條在氧氣或氮?dú)庵卸寄芊磻?yīng)
C.鎂在空氣中燃燒的產(chǎn)物只有氧化鎂D.干粉撲滅器可用來撲滅鎂燃燒引起的火災(zāi)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-
相關(guān)物質(zhì)的溶度積常數(shù)見下表:
物質(zhì) | Cu(OH)2藍(lán)色 | Fe(OH)3紅褐 | CuCl白色 | CuI白色 |
Ksp | 2.2×10-20 | 2.6×10-39 | 1.02×10-6 | 1.3×10-12 |
(1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3 , 為得到純凈的CuCl2·2H2O晶體,加入 , 調(diào)至pH=4,使溶液中的Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,此時(shí)溶液中的c(Fe3+)=。過濾后,將所得濾液低溫蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶,可得到CuCl2·2H2O晶體。
(2)在空氣中直接加熱CuCl2·2H2O晶體得不到純的無水CuCl2 , 原因是(用化學(xué)方程式表示)。由CuCl2·2H2O晶體得到純的無水CuCl2的合理方法是。
(3)某學(xué)習(xí)小組用“間接碘量法”測(cè)定含有CuCl2·2H2O晶體的試樣(不含能與I-發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì))的純度,過程如下:取0.36 g試樣溶于水,加入過量KI固體,充分反應(yīng),生成白色沉淀。用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。
可選用作滴定指示劑,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是。
CuCl2溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在周期表中有一種現(xiàn)象,上下相鄰的兩種元素原子序數(shù)一個(gè)為AB,另一個(gè)為BA(A,B為0到9的整數(shù)且B>A),則周期表中這樣的元素一共有幾對(duì)( )
A.3
B.4
C.5
D.6
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【題目】能源可分為一級(jí)能源和二級(jí)能源,自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱一級(jí)能源,需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級(jí)能源.據(jù)此判斷,下列敘述正確的是( )
A.天然氣是二級(jí)能源
B.石油是二級(jí)能源
C.電能是一級(jí)能源
D.水力是一級(jí)能源
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