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18.電化學(xué)原理常應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、對(duì)工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行處理.
(1)對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行處理是防止水體污染、改善水質(zhì)的主要措施之一,含氰廢水中的CN-有劇毒.
①CN-中碳元素顯+2價(jià),則非金屬性N>C(填<,=或>)
②在微生物的作用下,CN-能夠被氧氣氧化成HCO3-,同時(shí)生成NH3,該反應(yīng)的離子方程式為2CN-+4H2O+O2_ 2HCO3-+2NH3
(2)某研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)生產(chǎn),將下列裝置如圖1連接,C、D、E、X、Y 都是石墨,F(xiàn)是鐵,丙是模擬精煉銅.將電源接通后,向乙中滴入酚酞試液,在F極附近顯紅色.試回答下列問(wèn)題:
①電源 B 極的名稱(chēng)是負(fù)極
②甲裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式是:2CuSO4+2H2O_2Cu+O2↑+2H2SO4                        _.
③通電一段時(shí)間后,丙中原電解質(zhì)的物質(zhì)的量濃度將變�。ㄌ睢白兇蟆�、“變小”或“不變”).
④裝置丁中的現(xiàn)象是Y極附近溶液顏色變深.
(3)對(duì)生活污水進(jìn)行處理是防止水體污染、改善水質(zhì)的主要措施.電滲析法處理廚房垃圾發(fā)酵液,同時(shí)得到乳酸的原理如圖2所示(圖中“HA”表示乳酸分子,A-表示乳酸根離子).陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Y極附近溶液顏色變深.
②電解過(guò)程中,采取一定的措施可控制陽(yáng)極室的pH約為6-8,此時(shí)進(jìn)入濃縮室的OH-可忽略不計(jì).400mL 10g•L-1乳酸溶液通電一段時(shí)間后,濃度上升為145g•L-1(溶液體積變化忽略不計(jì)),陰極上產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為6.72L.(乳酸的摩爾質(zhì)量為90g•mol-1

分析 (1)①同周期元素從左至右核電荷數(shù)逐漸增多,原子半徑逐漸減小非金屬性增強(qiáng);
②CN-能夠被氧氣氧化成HCO3-,同時(shí)生成NH3,根據(jù)所給反應(yīng)物和生成物判斷應(yīng)有水參與;
(2)①電解飽和食鹽水時(shí),陰極電極反應(yīng)2H++2e-=H2↑,H+放電破壞了水的電離平衡,使溶液中的c(OH-)>c(H+),溶液呈堿性,使酚酞呈紅色,所以F極為陰極,據(jù)此回答;
②電解硫酸銅生成氧氣和硫酸、銅;
③精煉銅時(shí),粗銅作陽(yáng)極,粗銅有雜質(zhì),其中有的雜質(zhì)比Cu先失電子;
④膠體有電泳現(xiàn)象,F(xiàn)e(OH)3膠體中膠粒帶正電;
(3)在反應(yīng)過(guò)程乳酸根離子結(jié)合的H+離子的個(gè)數(shù)與反應(yīng)過(guò)程中放電的H+或OH-的個(gè)數(shù)相等,所以n(H2)=0.5n(乳酸),據(jù)此計(jì)算.

解答 解:(1)①C和N同周期,C在N的左邊.同周期元素從左至右核電荷數(shù)逐漸增多,原子半徑逐漸減小,核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱,非金屬性N>C;故答案為:>;
②CN-能夠被氧氣氧化成HCO3-,同時(shí)生成NH3,根據(jù)所給反應(yīng)物和生成物判斷應(yīng)有水參與,該反應(yīng)的離子方程式為2CN-+4H2O+O2_ 2HCO3-+2NH3;故答案為:2CN-+4H2O+O2_ 2HCO3-+2NH3;
(2)①電解飽和食鹽水時(shí),陰極電極反應(yīng)2H++2e-=H2↑,H+放電破壞了水的電離平衡,使溶液中的c(OH-)>c(H+),溶液呈堿性,使酚酞呈紅色,所以F極為陰極,對(duì)應(yīng)的外電源B極為負(fù)極,A極為正極;故答案為:負(fù)極;
②電解硫酸銅生成氧氣和硫酸、銅,即總反應(yīng):2CuSO4+2H2O_2Cu+O2↑+2H2SO4,故答案為:2CuSO4+2H2O_2Cu+O2↑+2H2SO4
③精煉銅時(shí),粗銅作陽(yáng)極,粗銅有雜質(zhì),其中有的雜質(zhì)比Cu先失電子,導(dǎo)致此時(shí)溶液中的Cu+濃度下降,等變成Cu失電子時(shí),Cu2+濃度就不再變化了;④膠體有電泳現(xiàn)象,F(xiàn)e(OH)3膠體中膠粒帶正電,故膠粒向外電源負(fù)極B方向移動(dòng),即Y極附近紅褐色變深.故答案為:變��;
④裝置丁會(huì)發(fā)生膠體的電泳現(xiàn)象,氫氧化鐵膠體中的膠粒帶正點(diǎn),會(huì)移向陰極,即Y極附近溶液顏色變深,故答案為:Y極附近溶液顏色變深;
(3)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的乳酸的質(zhì)量是0.400 L(145g/L-10g/L)=54g.則乳酸的物質(zhì)的量是54g90g/mol=0.6mol;因?yàn)樵诜磻?yīng)過(guò)程乳酸根離子結(jié)合的H+離子的個(gè)數(shù)與反應(yīng)過(guò)程中放電的H+或OH-的個(gè)數(shù)相等,所以n(H2)=12n(乳酸)=0.3mol,其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積是0.3mol×22.4L/mol=6.72L,故答案為:6.72.

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生電解池的工作原理自己電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)和反應(yīng)現(xiàn)象的判斷知識(shí),注意知識(shí)的遷移應(yīng)用是關(guān)鍵,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

8.鈦是繼鐵、鋁后的第三金屬,二氧化鈦廣泛應(yīng)用于各類(lèi)結(jié)構(gòu)表面涂料、紙張涂層等,二氧化鈦還可作為制備鈦單質(zhì)的原料.

Ⅰ.用鈦鐵礦制取二氧化鈦,(鈦鐵礦主要成分為FeTiO3,其中Ti元素化合價(jià)為+4價(jià),含有Fe2O3雜質(zhì).)主要流程如圖1:
(1)Fe2O3與H2SO4反應(yīng)的離子方程式Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O.
(2)加Fe的作用是將Fe3+還原為Fe2+
Ⅱ.由金紅石(含TiO2大于96%)為原料生產(chǎn)鈦的流程如圖2:
(3)反應(yīng)②的方程式是TiCl4+4Na\frac{\underline{\;550℃\;}}{氬氣}4NaCl+Ti,該反應(yīng)需要在Ar氣氛中進(jìn)行的原因是防止高溫下Na(Ti)與空氣中的O2(或N2、CO2)作用.
Ⅲ.科學(xué)家從電解冶煉鋁的工藝得到啟發(fā),找出了冶煉鈦的新工藝.
(4)TiO2直接電解法生產(chǎn)鈦是一種較先進(jìn)的方法,電解質(zhì)為熔融的氧化鈣,原理如圖3所示 該方法陰極獲得鈦的電極反應(yīng)為T(mén)iO2+4e-=Ti+2O2-
(5)陽(yáng)極產(chǎn)生的CO2經(jīng)常用氫氧化鈉溶液來(lái)吸收,現(xiàn)有0.4mol CO2用200ml 3mol/L的NaOH溶液將其完全吸收,溶液中的離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

9.I.堿性鋅錳干電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2.該電池中,負(fù)極材料是Zn,正極反應(yīng)式為MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-
Ⅱ.以廢舊鋅錳干電池處理得到的混合物為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如圖所示.

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)MnxZn1-xFe2O4中鐵元素化合價(jià)為+3,則錳元素的化合價(jià)為+2.
(2)活性鐵粉除汞時(shí),鐵粉的作用是還原劑(填“氧化劑”或“還原劑”).
(3)除汞是以氮?dú)鉃檩d氣吹入濾液中,帶出汞蒸氣經(jīng)KMnO4溶液進(jìn)行吸收而實(shí)現(xiàn)的.在恒溫下不同pH時(shí),KMnO4溶液對(duì)Hg的單位時(shí)間去除率及主要產(chǎn)物如圖1所示.

①寫(xiě)出pH=2時(shí)KMnO4溶液吸收汞蒸氣的離子方程式5Hg+2MnO4-+16H+═2Mn2++5Hg2++8H2O.
②在強(qiáng)酸性環(huán)境中汞的單位時(shí)間去除率高,其原因除氫離子濃度增大使KMnO4;溶液的氧化性增強(qiáng)外,還可能是Mn2+對(duì)反應(yīng)起催化作用,單位時(shí)間內(nèi)去除率高.
(4)用惰性電極電解K2MnO4溶液制備KMnO4的裝置如圖2所示.
①a應(yīng)接直流電源的正(填“正”或“負(fù)”)極.
②已知25℃,兩室溶液的體積均為100mL,電解一段時(shí)間后,右室溶液的pH由10變?yōu)?4,則理論上可制得0.1mol KMnO4 (忽略溶液的體積和溫度變化).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

6.一定溫度下,在三個(gè)體積均為1.0L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):

下列說(shuō)法正確的是( �。�
窗口編號(hào)溫度(℃)起始物質(zhì)的量(mol)平衡物質(zhì)的量(mol)
H2(g)
13800.100.600.060
23800.20
32300.100.0500.050
A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.達(dá)到平衡時(shí),容器I中的H2體積分?jǐn)?shù)比容器Ⅱ中的小
C.容器I中反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間比容器Ⅲ中的長(zhǎng)
D.若起始時(shí)向容器Ⅲ中充入0.10mol(g)、0.10mol(g)和0.10mol H2,則反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

13.在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應(yīng):xA(g)+yB(g)?zC(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)的A的濃度為0.5mol/L,在溫度不變的條件下,將容器的體積擴(kuò)大到兩倍,使再達(dá)到平衡,測(cè)的A的濃度降低為0.3mol/L,下列有關(guān)判斷正確的是( �。�
A.x+y<zB.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
C.A的體積分?jǐn)?shù)下降D.B的濃度增大

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

3.在一定溫度下,向飽和燒堿溶液中放入一定量的Na2O2,完合反應(yīng)恢復(fù)到原溫度,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.溶液中[Na+]增大,有O2放出B.溶液PH值不變,有H2放出
C.溶液中Na+數(shù)目減少,有O2放出D.溶液中PH值不變,有O2放出

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

10.現(xiàn)有A、B、C、D、E、F六種化合物,已知它們的陽(yáng)離子有K+、Ag+、Ca2+、Ba2+、Fe2+、Al3+,陰離子有Cl-、OH-、CH3COO-、NO3-、SO42-、CO32-,現(xiàn)將它們分別配成0.1mol•L-1的溶液,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①測(cè)得溶液A、C、E呈堿性,且堿性為A>E>C;
②向B溶液中滴加稀氨水,先出現(xiàn)沉淀,繼續(xù)滴加氨水,沉淀消失;
③向D溶液中滴加Ba(NO32溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象;
④向F溶液中滴加氨水,生成白色絮狀沉淀,沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色.
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,回答下列問(wèn)題:
(1)B溶液是硝酸銀(或AgNO3
(2)E溶液是碳酸鉀,判斷依據(jù)是由①中堿性強(qiáng)弱的順序可知,E是碳酸鹽,六種陽(yáng)離子中可以與碳酸根形成可溶性鹽的只有鉀離子,所以E是碳酸鉀;
(3)寫(xiě)出下列三種化合物的化學(xué)式:ABa(OH)2、CCa(CH3COO)2、DAlCl3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

7.蛋氨酸片適用于脂肪肝以及酒精和磺胺等藥物引起的肝損害.其組分蛋氨酸的合成路線如下:

說(shuō)明:流程圖中“Et”為乙基.
(1)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
(2)D→E的反應(yīng)類(lèi)型為水解反應(yīng)(或取代反應(yīng)).
(3)由E合成F時(shí)生成了另一種有機(jī)物G,G的化學(xué)名稱(chēng)為鄰苯二甲酸;由蛋氨酸合成多肽的化學(xué)方程式為
(4)H與G互為同分異構(gòu)體.H能發(fā)生銀鏡反應(yīng),且苯環(huán)上的一氯代物只有1種,水解后的產(chǎn)物能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng).寫(xiě)出滿(mǎn)足上述條件的H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:
(5)已知:

和HCOOH為原料制備化合物的流程如下:

寫(xiě)出上述流程圖方框中相應(yīng)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A,C

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

8.下列粒子半徑之比大于1的是( �。�
A.\frac{{K}^{+}}{K}B.\frac{Mg}{Ca}C.\frac{{O}^{2-}}{N{a}^{+}}D.\frac{Cl}{C{l}^{-}}

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同步練習(xí)冊(cè)答案
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