題目列表(包括答案和解析)
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| 通電 |
電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段,在化工生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。請回答下列問題:
(1)以銅為陽極,以石墨為陰極,用NaCl溶液作電解液進(jìn)行電解,得到半導(dǎo)體材料Cu2O和一種清潔能源,則陽極反應(yīng)式為___________________________,陰極反應(yīng)式為________。
(2)某同學(xué)設(shè)計如圖所示的裝置探究金屬的腐蝕情況。下列判斷合理的是____________(填序號)。![]()
a.②區(qū)銅片上有氣泡產(chǎn)生
b.③區(qū)鐵片的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑
c.最先觀察到變成紅色的區(qū)域是②區(qū)
d.②區(qū)和④區(qū)中銅片的質(zhì)量均不發(fā)生變化
(3)最新研究發(fā)現(xiàn),用隔膜電解法處理高濃度乙醛廢水的工藝具有流程簡單、能耗較低等優(yōu)點(diǎn),其原理是使乙醛分別在陰、陽極發(fā)生反應(yīng)生成乙醇和乙酸,總反應(yīng)式為2CH3CHO+H2O
CH3CH2OH+CH3COOH
實(shí)驗室中,以一定濃度的乙醛-Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液,模擬乙醛廢水的處理過程,其裝置如圖所示。![]()
①若以甲烷堿性燃料電池為直流電源,則燃料電池中b極應(yīng)通入__________(填化學(xué)式),電極反應(yīng)式為____________________。電解過程中,陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②在實(shí)際工藝處理中,陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%。若在兩極區(qū)分別注入1 m3乙醛含量為3 000 mg·L-1的廢水,可得到乙醇________kg(計算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。
電解原理在化學(xué)工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用,按下圖所示所示裝置進(jìn)行電解實(shí)驗。A、B、C、D均為惰性電極,開始電解前在甲裝置的A、B極兩側(cè)各滴入酚酞試液。
工作一段時間后:
(1)A極附近可觀察到的現(xiàn)象是_____________________
_______________________________________________;
檢驗B電極上反應(yīng)產(chǎn)物的通常方法是_____________;
甲電池中電解反應(yīng)的離子方程式是 _______________________________________;
溶液中還可能存在的離子反應(yīng)方程式是 ____________________________________。
(2)甲槽溶液的pH________________________(填“增大”、“不變”或 “減小”,下同);乙槽溶液的pH_______________。當(dāng)A極上收集到22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時,乙裝置的C極上可得到____________g金屬單質(zhì)。
利用A、D兩極上析出的物質(zhì)制成的燃料電池,是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強(qiáng),性質(zhì)穩(wěn)定。請回答(3)~(6):
(3)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是 ,
在導(dǎo)線中電子流動方向為 (用a、b 表示)。
(4)負(fù)極反應(yīng)式為 ____________。
(5)電極表面鍍鉑粉的原因為 __________
(6)該電池工作時,H2和O2連續(xù)由外部供給,電池可連續(xù)不斷提供電能。因此,大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下:
Ⅰ.2Li+H2=2LiH Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是 ,反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是 。
②先用鋰吸收224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2,將生成的LiH與H2O作用放出的H2用作電池燃料,若能量轉(zhuǎn)化率為80%,則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為 mol。
銅單質(zhì)及其化合物是應(yīng)用極其廣泛的物質(zhì)。
(1)銅是氫后金屬,不能與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng),但將單質(zhì)銅置于濃氫碘酸中,會有可燃性氣體及白色沉淀生成,又知氧化性:Cu2+>I2,則銅與氫碘酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________。
(2)已知Cu2O能溶于醋酸溶液或鹽酸中,同時得到藍(lán)色溶液和紅色固體,則Cu2O與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為____________________________________;
Cu2O與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為_____________________________;
只用稀硫酸來確定某紅色固體是 Cu2O與Cu組成的混合物的方法:稱取m g該紅色固體置于足量稀硫酸中,充分反應(yīng)后過濾,然后___________________。![]()
(3)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料,基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的制取Cu2O的電解裝置如圖所示,電解總反應(yīng):2Cu+H2O電解,Cu2O+H2↑,則石墨應(yīng)與電源的________極相連,銅電極上的電極反應(yīng)式為________;電解過程中,陰極區(qū)周圍溶液pH________(填“變大”、“變小”或“不變”)。
(4)現(xiàn)向Cu、Cu2O、CuO組成的混合物中加入1 L 0.6 mol/L HNO3恰好使混合物溶解,同時收集到2 240 mL NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。若將上述混合物用足量的氫氣還原,所得固體的質(zhì)量為________;若混合物中含有0.1 mol Cu,將該混合物與稀硫酸充分反應(yīng),至少消耗硫酸的物質(zhì)的量為________。
原電池、電解(電鍍)池是化學(xué)反應(yīng)利用方面的典型事例,體現(xiàn)出能量之間的轉(zhuǎn)換,受到越來越多的關(guān)注。按要求回答下列各個問題。
(1)南昌大學(xué)最近研發(fā)出一種新型納米鋰電池,已躋身國內(nèi)領(lǐng)先地位。鋰離子電池的正極材料是鋰過渡金屬氧化物(例如LiCoO2)混以一定量的導(dǎo)電添加物(例如C)構(gòu)成的混合導(dǎo)體,負(fù)極材料是可插入鋰的碳負(fù)極。兩極的電極反應(yīng)式:
負(fù)極:
正極:
。
充、放電時電池中的變化簡單表示為:
(a、b、c、d表示充放電過程)。其中表示充電時陰極發(fā)生變化的過程是 (填a、b、c、d),判斷理由是 。
(2)在正負(fù)極之間是固體電解質(zhì)。固體電解質(zhì)又稱離子導(dǎo)體,在一定溫度范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性。固體電解質(zhì)雖然是固體,但卻像電解質(zhì)溶液一樣為離子的導(dǎo)電載體。下列物質(zhì)能作為固體電解質(zhì)的是 (填編號)。
①特種鋼;②硝酸鉀晶體;③銀;④高純度硅。
(3)實(shí)驗室中用該類電池在鐵棒上鍍銅,當(dāng)有l(wèi)mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時,則正極產(chǎn)生物質(zhì)的質(zhì)量為 g。
(4)為了使產(chǎn)品更耐腐蝕和美觀,通常采用電鍍的方式,但隨之而來的是污染問題。某電鍍廠處理有氰電鍍的廢水時,用Ti02作催化劑,用NaCl0將CN-離子氧化成CNO-,CNO-在酸性條件下繼續(xù)被NaClO氧化成N2和C02;用如圖裝置實(shí)驗,通過測定二氧化碳的量確定CN-的含量。將濃縮后含CN-離子200mL的污水與過量NaClO溶液的混合液,倒入甲中,塞上橡皮塞,一段時間后,打開橡皮塞和活塞,使溶液全部放入乙中,關(guān)閉活塞。
①甲中反應(yīng)的離子方程式為_____________
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②乙中除生成N2和C02外,還有HCl及副產(chǎn)物Cl2等。在上述裝置中HCl和C12是如何被除掉的?______。
③實(shí)驗后得到0.4吧沉淀,則濃縮后的污水中CN-的含量為 g/L。
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