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【题目】为探究原电池和电解池的工作原理,某研究性小组分别用如图所示装置进行实验。

(1)甲装置中,a电极的反应式为_______________________________________。

(2)乙装置中,阴极区产物为________和_______。

(3)丙装置是一种家用环保型消毒液发生器。外接电源a为_______(填“正”或“负”)极,该装置内,发生的电解方程式为___________________________________、生成消毒液的方程式为________________________________________________________。

(4)若甲装置作为乙装置的电源,一段时间后,甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为___________(不考虑气体的溶解)。

(5)某工厂采用电解法处理含Cr2O72-的废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽内盛放含铬废水,Cr2O72-被还原成为Cr3+,Cr3+在阴极区生成Cr(OH)3沉淀除去,工作原理如图:

①写出电解时阳极的电极反应式:______________________________________。

②写出Cr2O72-被还原为Cr3+的离子方程式:____________________________________。

【答案】H2-2e–+2OH–=2H2O 氢氧化钠 氢气 负 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 3∶4 Fe -2e–= Fe2+ Cr2O72–+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

【解析】

分析题中甲乙丙装置图可知:

甲装置为氢氧燃料电池,氢气被氧化作负极,氧气被还原作正极;乙装置为电解池,与正极相连的一极为阳极,发生氧化反应,与负极相连的为阴极,发生还原反应;丙装置为电解池,电解饱和食盐水时,阳极发生氧化反应,产生氯气,阴极发生还原反应,产生氢气和氢氧根,消毒液的主要成分为次氯酸钠,Cl2和OH–反应生成ClO–,故丙装置的下端为阳极,产生氯气,由此可知b极为电源正极,a极为电源负极。

(5)分析题中装置图,在电解池的B极产生H2,说明B极发生还原反应,则B极为阴极,H+放电,导致阴极区pH增大,A极为阳极,发生氧化反应,则铁被氧化生成Fe2+,继而将Cr2O72–还原成为Cr3+,Cr3+通过隔膜迁移至阴极区,与OH–形成Cr(OH)3沉淀而除去。

(1)甲装置为氢氧燃料电池,a电极通入氢气为负极,电解质溶液为KOH溶液,所以电极反应式为:H2-2e–+2OH–=2H2O;答案为:H2-2e–+2OH–=2H2O;

(2)乙装置为电解池,电解饱和食盐水,根据电解池原理,阳离子移向阴极,在阴极发生还原反应,所以阴极区的产物为NaOH和H2;答案为:氢氧化钠;氢气;

(3)根据分析可知该装置中发生电解饱和食盐水的反应,同时阳极产生的氯气和阴极产物发生反应生成次氯酸钠,故丙装置下端为阳极,上端为阴极,即a电极为电源负极。该装置内发生反应的化学方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;答案为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;

(4)若甲装置作为乙装置的电源,一段时间后,甲装置中总反应为:2H2+O2=2H2O,乙装置中总反应为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;若电极转移的电子数相等,假设都是4mol,则甲池中消耗气体:,乙池中产生气体:,则一段时间后,甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为3:4;答案为:3:4;

(5)由分析可知,A极为阳极,B极为阴极。则:

①阳极发生氧化反应,电极反应式为:Fe-2e–=Fe2+;答案为:Fe-2e–=Fe2+;

②根据分析可知反应过程中Fe2+将Cr2O72–还原为Cr3+,反应方程式为:Cr2O72–+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;答案为:Cr2O72–+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

练习册系列答案
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【题目】合成气转变为甲醇过程中,涉及如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.8kJ/mol,现向体积为2L的恒容绝热(起始温度为T)密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2,反应经5min后达到平衡,测得CO的转化率为50%。下列说法不正确的是

A.在0~5min内,v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1

B.当反应达到平衡时,CO和H2的物质的量之比为1:2

C.其他条件不变时,若将该体系换成恒温(起始温度为T)恒容密闭容器,则CO的平衡转化率将增大

D.5min后,将甲醇液化分离出,此时平衡正向移动,正反应速率增大

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】元素铬(Cr)在自然界主要以+3价和+6价存在。请回答下列问题:

(1)+6价的Cr能引起细胞的突变而对人体不利,可用 Na2SO3 将Cr2O72— 还原为Cr3+。该反应的离子反应方程式为___________________________________。

(2)利用铬铁矿(FeOCr2O3)冶炼制取金属铬的工艺流程如图所示:

①为加快焙烧速率和提高原料的利用率,可采取的措施之一是___________。

②“水浸”要获得浸出液的操作是______。浸出液的主要成分为Na2CrO4,向“滤液”中加入酸化的氯化钡溶液有白色沉淀生成,则 “还原”操作中发生反应的离子方程式为____。

③加热Cr(OH)3可得到Cr2O3,从工业成本角度考虑,用Cr2O3制取金属Cr的冶炼方法是____。

(3)用石墨电极电解铬酸钠(Na2CrO4)溶液,可制重铬酸钠(Na2Cr2O7),实验装置如图所示(已知:2Cr+2H+Cr2+H2O)。

①电极b连接电源的______极(填“正”或“负”) , b 极发生的电极反应式为______。 ②电解一段时间后,测得阳极区溶液中Na+物质的量由a mol变为b mol,则理论上生成重铬酸钠的物质的量是 __________mol。

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】已知:一个碳原子上连多个羟基时不稳定:。烃A有如下的转化关系:

写出物质C的结构简式: ______ ,反应⑥的反应类型是 ______ 。

中含氧官能团的名称为 ______ ,D的核磁共振氢谱中将会出现 ______ 组吸收峰。

写出C与银氨溶液反应的化学方程式: ______ 。

与G具有相同官能团的同分异构体有四种,其中两种为: 请写出其它两种的结构简式: ______ 、 ______ 。

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:

元素

相关信息

X

原子核外有6种不同运动状态的电子

Y

基态原子中s电子总数与p电子总数相等

Z

原子半径在同周期元素中最大

M

逐级电离能(kJ/mol)依次为 578、1 817、2 745、11 575、14 830、18 376

Q

基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反

R

基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子

请用化学用语填空:

(1)请写出Q元素基态原子的外围电子排布图:_______。

(2)X、Y、Z、M四种元素的原子半径由大到小的顺序是__________(用元素符号表示)。

(3)R元素可形成R2+和R3+,其中较稳定的是R3+,原因是__________。

(4)写出Z元素的原子核外电子排布式_________。

(5)Q元素原子的未成对电子个数是________ 个。

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是

A.反应5NH4NO3=2HNO3+4N2↑+9H2O,生成22.4LN2时转移的电子数为3.75NA

B.1 mol浓硫酸与足量Mg完全反应,转移电子数可能为NA

C.标准状况下甲烷(CH4)和氧气(氧气充足)的混合气体共22.4L,完全燃烧后产物的分子总数一定为NA

D.10g的D2O中含有的质子数与中子数分别为5NA和4NA

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【题目】下列指定化学用语正确的是

A.NaHS水解的离子方程式:HS-+H2O=S2-+H3O+

B.Ba(OH)2的电离方程式:Ba(OH)2Ba2++2OH-

C.NaHSO4在水中的电离方程式:NaHSO4=Na++H++SO42-

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【题目】A、B、C、D是四种短周期元素,E是过渡金属元素。A、B、C同周期,C、D同主族,A的原子结构示意图为,B的核外电子排布式为1s22s22p63s1,C的最外层有三个未成对电子,E的价电子排布式为3d64s2。试回答下列问题:

(1)写出下列元素的名称:A__________,C________。

(2)E元素原子的未成对电子数是________,E元素在周期表中位于第________周期______族;已知元素周期表可按电子排布分为s区、p区、d区等,则E元素在______区。

(3)画出D的核外电子排布图:_________。

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【题目】乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下:

+(CH3CO)2O(醋酸酐)+CH3COOH

水杨酸

醋酸酐

乙酰水杨酸

熔点/℃

157~159

72~ 74

135~138

相对密度/(g · cm3)

1.44

1.10

1.35

相对分子质量

138

102

180

实验过程:在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL,充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热,维持瓶内温度在70 ℃左右, 充分反应。稍冷后进行如下操作:

①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中,析出固体,过滤。

②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液,溶解、过滤。

③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。

④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。回答下列问题:

(1)该合成反应中应采用_____加热。(填标号)

A 热水浴 B 酒精灯 C 煤气灯 D 电炉

(2)下列玻璃仪器中,①中需使用的有_____(填标号)。

(3)①中需使用冷水,目的是_____。

(4)②中饱和碳酸氢钠的作用是_____,以便过滤除去难溶杂质。

(5)④采用的纯化方法为_____。

(6)本实验的产率是_____%。

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