题目列表(包括答案和解析)
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| 通电 |
电解是最强有力的氧化还原手段,在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题:
(1)以铜为阳极,以石墨为阴极,用NaCl溶液作电解液进行电解,得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源,则阳极反应式为___________________________,阴极反应式为________。
(2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是____________(填序号)。![]()
a.②区铜片上有气泡产生
b.③区铁片的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑
c.最先观察到变成红色的区域是②区
d.②区和④区中铜片的质量均不发生变化
(3)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸,总反应式为2CH3CHO+H2O
CH3CH2OH+CH3COOH
实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置如图所示。![]()
①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入__________(填化学式),电极反应式为____________________。电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mg·L-1的废水,可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后一位)。
电解原理在化学工业上有着广泛的应用,按下图所示所示装置进行电解实验。A、B、C、D均为惰性电极,开始电解前在甲装置的A、B极两侧各滴入酚酞试液。
工作一段时间后:
(1)A极附近可观察到的现象是_____________________
_______________________________________________;
检验B电极上反应产物的通常方法是_____________;
甲电池中电解反应的离子方程式是 _______________________________________;
溶液中还可能存在的离子反应方程式是 ____________________________________。
(2)甲槽溶液的pH________________________(填“增大”、“不变”或 “减小”,下同);乙槽溶液的pH_______________。当A极上收集到22.4L气体(标准状况)时,乙装置的C极上可得到____________g金属单质。
利用A、D两极上析出的物质制成的燃料电池,是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。请回答(3)~(6):
(3)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ,
在导线中电子流动方向为 (用a、b 表示)。
(4)负极反应式为 ____________。
(5)电极表面镀铂粉的原因为 __________
(6)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ.2Li+H2=2LiH Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是 ,反应Ⅱ中的氧化剂是 。
②先用锂吸收224L(标准状况)H2,将生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为 mol。
铜单质及其化合物是应用极其广泛的物质。
(1)铜是氢后金属,不能与盐酸发生置换反应,但将单质铜置于浓氢碘酸中,会有可燃性气体及白色沉淀生成,又知氧化性:Cu2+>I2,则铜与氢碘酸反应的化学方程式为____________________________________________________。
(2)已知Cu2O能溶于醋酸溶液或盐酸中,同时得到蓝色溶液和红色固体,则Cu2O与稀硫酸反应的离子方程式为____________________________________;
Cu2O与稀硝酸反应的离子方程式为_____________________________;
只用稀硫酸来确定某红色固体是 Cu2O与Cu组成的混合物的方法:称取m g该红色固体置于足量稀硫酸中,充分反应后过滤,然后___________________。![]()
(3)Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解装置如图所示,电解总反应:2Cu+H2O电解,Cu2O+H2↑,则石墨应与电源的________极相连,铜电极上的电极反应式为________;电解过程中,阴极区周围溶液pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)现向Cu、Cu2O、CuO组成的混合物中加入1 L 0.6 mol/L HNO3恰好使混合物溶解,同时收集到2 240 mL NO(标准状况)。若将上述混合物用足量的氢气还原,所得固体的质量为________;若混合物中含有0.1 mol Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,至少消耗硫酸的物质的量为________。
原电池、电解(电镀)池是化学反应利用方面的典型事例,体现出能量之间的转换,受到越来越多的关注。按要求回答下列各个问题。
(1)南昌大学最近研发出一种新型纳米锂电池,已跻身国内领先地位。锂离子电池的正极材料是锂过渡金属氧化物(例如LiCoO2)混以一定量的导电添加物(例如C)构成的混合导体,负极材料是可插入锂的碳负极。两极的电极反应式:
负极:
正极:
。
充、放电时电池中的变化简单表示为:
(a、b、c、d表示充放电过程)。其中表示充电时阴极发生变化的过程是 (填a、b、c、d),判断理由是 。
(2)在正负极之间是固体电解质。固体电解质又称离子导体,在一定温度范围内具有很强的导电性。固体电解质虽然是固体,但却像电解质溶液一样为离子的导电载体。下列物质能作为固体电解质的是 (填编号)。
①特种钢;②硝酸钾晶体;③银;④高纯度硅。
(3)实验室中用该类电池在铁棒上镀铜,当有lmol电子发生转移时,则正极产生物质的质量为 g。
(4)为了使产品更耐腐蚀和美观,通常采用电镀的方式,但随之而来的是污染问题。某电镀厂处理有氰电镀的废水时,用Ti02作催化剂,用NaCl0将CN-离子氧化成CNO-,CNO-在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2和C02;用如图装置实验,通过测定二氧化碳的量确定CN-的含量。将浓缩后含CN-离子200mL的污水与过量NaClO溶液的混合液,倒入甲中,塞上橡皮塞,一段时间后,打开橡皮塞和活塞,使溶液全部放入乙中,关闭活塞。
①甲中反应的离子方程式为_____________
![]()
②乙中除生成N2和C02外,还有HCl及副产物Cl2等。在上述装置中HCl和C12是如何被除掉的?______。
③实验后得到0.4吧沉淀,则浓缩后的污水中CN-的含量为 g/L。
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