Question

氮、硫、氯及其化合物是中學(xué)化學(xué)重要的組成部分．

（1）氨氣燃料電池使用的電解質(zhì)溶液是KOH溶液，電池反應(yīng)為：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O．該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

；用該電池進(jìn)行粗銅（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì)）的電解精煉，以CuSO₄溶液為電解質(zhì)溶液，下列說(shuō)法正確的是

 

．
a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能       
b．SO₄^2-的物質(zhì)的量濃度不變（不考慮溶液體積變化）
c．溶液中Cu²⁺向陽(yáng)極移動(dòng)       
d．利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬
e．若陽(yáng)極質(zhì)量減少64g，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2N_A個(gè)
（2）①將SO₂通入到BaCl₂溶液中，出現(xiàn)了異�，F(xiàn)象，看到了明顯的白色沉淀，為探究該白色沉淀的成分，他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程：所得懸濁液

操作①

白色沉淀

加試劑A

觀察現(xiàn)象并判斷則試劑A的化學(xué)式為

 

．實(shí)驗(yàn)表明，加入試劑A后，白色沉淀未見(jiàn)溶解，產(chǎn)生該白色沉淀的離子方程式是

 

．
②利用如圖1所示電化學(xué)裝置吸收工業(yè)尾氣中SO₂，陰極上生成Cu．寫(xiě)出裝置中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式

 

．
（3）已知K_SP（ BaSO₄）=1.0×10^-10，K_SP（ BaCO₃）=2.5×10^-9．
某同學(xué)設(shè)想用下列流程：BaSO₄

飽和Na2CO3溶液

①

BaCO₃

鹽酸

②

BaCl₂，得到BaCl₂，則①的離子方程式為

 

，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

；
（4）自來(lái)水廠用ClO₂處理后的水中，要求ClO₂的濃度在0.1～0.8mg?L^-1之間．碘量法可以檢測(cè)水中ClO₂的濃度，步驟如下：
Ⅰ．取一定體積的水樣，加入一定量的碘化鉀，再用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性，并加入淀粉溶液，溶液變藍(lán)．
Ⅱ．加入一定量的Na₂S₂O₃溶液，發(fā)生2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-反應(yīng)
Ⅲ．加硫酸調(diào)節(jié)水樣pH至1～3．
操作時(shí)，不同pH環(huán)境中粒子種類如圖2所示：
請(qǐng)回答：
①確定操作Ⅱ完全反應(yīng)的現(xiàn)象是

 

．
②在操作Ⅲ過(guò)程中，溶液又呈藍(lán)色，反應(yīng)的離子方程式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,原電池和電解池的工作原理,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：

分析：（1）依據(jù)化學(xué)方程式分析氨氣化合價(jià)變化，判斷發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是氨氣，原電池中在負(fù)極失電子，正極上氧氣得到電子生成氫氧根離子；電解精煉銅時(shí)利用了電解原理，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，也有少量轉(zhuǎn)化為熱能．電解精煉時(shí)粗銅做陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，精銅做陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)．電解時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，在陰極上得電子．粗銅中的不活潑金屬不能失電子，以陽(yáng)極泥的形式沉積在陽(yáng)極附近．溶液中銅離子濃度減��；
（2）①實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離可以采用過(guò)濾的方法；硫酸鋇和鹽酸不反應(yīng)，但是亞硫酸鋇可以和鹽酸反應(yīng)；加入試劑A后，白色沉淀未見(jiàn)溶解，產(chǎn)生該白色沉淀的反應(yīng)是二氧化硫被氧氣氧化，生成硫酸鋇沉淀；
②電解池中吸收工業(yè)尾氣中SO₂，陰極上生成Cu，陽(yáng)極是二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子；
（3）硫酸鋇中加入飽和碳酸鈉溶液，發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化生成碳酸鋇沉淀，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)，結(jié)合鋇離子濃度相同得到平衡常數(shù)的計(jì)算式為溶度積常數(shù)比值，代入數(shù)值計(jì)算；
（4）①加入一定量 Na₂S₂O₃ 溶液，發(fā)生反應(yīng)2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，使I₂還原為I^-；
②由圖示表明，pH至1～3時(shí)，ClO₂^-將I^-氧化成I，生成的I₂與淀粉結(jié)合再次出現(xiàn)藍(lán)色，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等、原子守恒和電荷守恒來(lái)配平．

解答： 解：（1）電池反應(yīng)為：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O．該電池負(fù)極是氨氣失電子生成氮?dú)�，反�?yīng)的電極反應(yīng)式為2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O，電解精煉銅時(shí)利用了電解原理，a、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，也有少量轉(zhuǎn)化為熱能，故a錯(cuò)誤；
b、電解精煉時(shí)粗銅做陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，精銅做陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，陽(yáng)極是鋁、鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中銅離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中銅離子濃度減小，故b錯(cuò)誤；
c、電解時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，在陰極上得電子，溶液中Cu²⁺向陰極移動(dòng)，故c錯(cuò)誤；
d、粗銅中的不活潑金屬不能失電子，以陽(yáng)極泥的形式沉積在陽(yáng)極附近，利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬，故d正確；
e．若陽(yáng)極質(zhì)量減少64g，鋁、鋅也失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移不是0.2mol，故e錯(cuò)誤；
故答案為：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O；d；
（2）①實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離可以采用過(guò)濾的方法，將SO₂通入到BaCl₂溶液中，出現(xiàn)的白色渾濁可能是硫酸鋇還可能是亞硫酸鋇，硫酸鋇和鹽酸不反應(yīng)，但是亞硫酸鋇可以和鹽酸反應(yīng)，溶解，可以用鹽酸來(lái)鑒別沉淀成分，實(shí)驗(yàn)表明，加入試劑A后，白色沉淀未見(jiàn)溶解，產(chǎn)生該白色沉淀的離子方程式是2SO₂+2Ba²⁺+O₂+2H₂O═2BaSO₄↓+4H⁺；
故答案為：HCl；2SO₂+2Ba²⁺+O₂+2H₂O═2BaSO₄↓+4H⁺；
②電解池中吸收工業(yè)尾氣中SO₂，陰極上生成Cu，陽(yáng)極是二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子，電極反應(yīng)為：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-；
故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-；
（3）硫酸鋇中加入飽和碳酸鈉溶液，發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化生成碳酸鋇沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq），則平衡常數(shù)=

c(SO42-)

c(CO32-)

=

c(SO42-)

c(CO32-)

×

c(Ba2+)

c(Ba2+)

=

Ksp(BaSO4)

Ksp(BaCO3)

=

1×10-10

2.5×10-9

=0.04；
故答案為：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）；0.04；
（4）①加入一定量 Na₂S₂O₃ 溶液，發(fā)生反應(yīng)2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，使I₂還原為I^-，故藍(lán)色會(huì)消失，故答案為：藍(lán)色消失，半分鐘內(nèi)不變色；
②由圖示表明，pH至1～3時(shí)，ClO₂^-將I^-氧化成I，生成的I₂，離子方程式為：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=Cl^-+2I₂+2H₂O，故答案為：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=Cl^-+2I₂+2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了氧化還原反應(yīng)、離子方程式式的書(shū)寫(xiě)以及化學(xué)計(jì)算，題目難度中等，注意沉淀轉(zhuǎn)化關(guān)系的分析判斷，電解池原理應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵．