氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè),一種將電解池與燃料電池相結(jié)合的新工藝可以節(jié)能30%以上。在這種工藝設(shè)計中,相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中甲、乙、丙、丁均為石墨電極。
(1)為了有效除去粗鹽中混有的Ca2+、Mg2+、SO,下列選項中所加試劑(均為溶液)及加入順序均合理的是________(填選項字母)。
A.先加足量Ba(OH)2,再加足量Na2CO3,最后加入適量稀鹽酸
B.先加足量NaOH,再加足量Na2CO3,然后加足量BaCl2,最后加入適量稀鹽酸
C.先加足量Na2CO3,再加足量BaCl2,然后加足量NaOH,最后加入適量稀鹽酸
D.先加足量Ba(NO3)2,再加足量NaOH,然后加足量Na2CO3,最后加入適量稀鹽酸
(2)丙電極為________極,該電極的電極反應(yīng)式為____________________________________。
(3)乙電極附近溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)若裝置中通過0.5 mol e-,則理論上生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下X的體積為________。
(5)圖中NaOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%、b%、c%由大到小的順序為________。
(6)這樣設(shè)計的主要節(jié)能之處在于(任寫1條)____________________________。
解析 (1)應(yīng)先加入足量Ba(OH)2除去SO,然后加入足量Na2CO3除去Ca2+、Mg2+、Ba2+等,過濾后加入適量稀鹽酸可除去OH-和CO,A項正確。(2)電解飽和NaCl溶液,陰極區(qū)得到H2和NaOH溶液,故乙電極為電解池的陰極,丙電極通入的為H2,作燃燒電池的負(fù)極,該電極的電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-===2H2O。(3)因乙電極為電解池的陰極,發(fā)生反應(yīng)2H2O+2e-===H2↑+2OH-,有OH-生成,故pH增大。(4)根據(jù)2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-可知,每轉(zhuǎn)移2 mol e-生成22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)Cl2,若轉(zhuǎn)移0.5 mol e-,則生成5.6 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)Cl2。(5)電解飽和NaCl溶液得到a%NaOH溶液,一部分a%NaOH溶液進(jìn)入丙電極,根據(jù)(2)中丙電極的電極反應(yīng)式可知,OH-作為反應(yīng)物被消耗,所以c%小于a%;另一部分a% NaOH溶液進(jìn)入燃料電池正極,燃炓電池正極發(fā)生反應(yīng)O2+4e-+2H2O===4OH-,燃料電池中的陽離子交換膜只允許陽離子通過,反應(yīng)后NaOH溶液的濃度升高,即a%小于b%,所以b%>a%>c%。(6)燃料電池能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,可以補充電解池消耗的電能;可以提高產(chǎn)出堿液的濃度;降低能耗。
答案 (1)A (2)負(fù) H2-2e-+2OH-===2H2O (3)增大 (4)5.6 L (5)b%>a%>c% (6)燃料電池可以補充電解池消耗的電能;提高產(chǎn)出堿液的濃度;降低能耗
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
在盛有碘水的試管中,加入少量CCl4后振蕩,靜置片刻后 ( )
A.整個溶液變紫色 B.整個溶液變?yōu)樽攸S色
C.上層為褪色,下層為紫紅色 D.下層褪色,上層紫紅色
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
常溫下,下列各組微粒在指定的溶液中一定能大量共存的是( )
A.加入金屬鎂產(chǎn)生H2的溶液中:NH、Na+、SO、CH3COO-
B.含有大量ClO-的溶液中:K+、Na+、NO、SO
C.c(Cu2+)=0.1 mol·L-1的溶液中:H+、NH、Br-、CO
D.含有大量MnO的溶液中:H+、SO、Cl-、CH3CH2OH
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
已知某反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g),反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示,回答下列問題:
(1)該反應(yīng)是________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),該反應(yīng)的ΔH=________kJ·mol-1(用含E1、E2的代數(shù)式表示),1 mol氣體A和1 mol氣體B具有的總能量比1 mol氣體C和1 mol氣體D具有的總能量________(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。
(2)若在反應(yīng)體系中加入催化劑使反應(yīng)速率增大,則E1和E2的變化是:E1________,E2________,ΔH________(填“增大”“減小”或“不變”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)=0.3 mol·L-1,用石墨作電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時間后,兩極均收集到1.12 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),假定電解后溶液體積仍為500 mL,下列說法正確的是( )
A.原混合溶液中c(Na+)=0.2 mol·L-1
B.電解后溶液中c(H+)=0.2 mol·L-1
C.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子
D.電解后得到的Cu的物質(zhì)的量為0.1 mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
X、Y、Z、R為前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大。XY2是紅棕色氣體;X與氫元素可形成XH3;Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等;R2+離子的3d軌道中有9個電子。
請回答下列問題:
(1)Y基態(tài)原子的電子排布式是________;Z所在周期中第一電離能最大的主族元素是________。
(2)XY離子的立體構(gòu)型是________;R2+的水合離子中,提供孤電子對的原子是________。
(3)Z與某元素形成的化合物的晶胞如圖所示,晶胞中陰離子與陽離子的個數(shù)比是________。
(4)將R單質(zhì)的粉末加入XH3的濃溶液中,通入Y2,充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色,該反應(yīng)的離子方程式是_________________________________。
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鋅錳電池(俗稱干電池)在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構(gòu)造如圖a所示。
回答下列問題:
(1)普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應(yīng)為:
Zn+2NH4Cl+2MnO2===Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH
①該電池中,負(fù)極材料主要是________,電解質(zhì)的主要成分是________,正極發(fā)生的主要反應(yīng)是________________________________。
②與普通鋅錳電池相比,堿性鋅錳電池的優(yōu)點及其理由是__________________________________________________________。
(2)圖b表示回收利用廢舊普通鋅錳電池的一種工藝(不考慮廢舊電池中實際存在的少量其他金屬)。
①圖b中產(chǎn)物的化學(xué)式分別為A________,B________。
②操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4。操作b中,綠色的K2MnO4溶液反應(yīng)后生成紫色溶液和一種黑褐色固體,該反應(yīng)的離子方程式為________________________________________。
③采用惰性電極電解K2MnO4溶液也能得到化合物D,則陰極處得到的主要物質(zhì)是________(填化學(xué)式)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
現(xiàn)有五種可溶性物質(zhì)A、B、C、D、E,它們所含陰、陽離子互不相同,分別含有五種陽離子Na+、Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+和五種陰離子Cl-、OH-、NO、CO、X中的一種。
(1)某同學(xué)通過比較分析,認(rèn)為無需檢驗就可判斷其中必有的兩種物質(zhì)是________和________(填化學(xué)式)。
(2)為了確定X,現(xiàn)將(1)中的兩種物質(zhì)記為A和B,含X的物質(zhì)記為C,當(dāng)C與B的溶液混合時,產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體;當(dāng)C與A的溶液混合時產(chǎn)生棕黃色沉淀,向該沉淀中滴入稀硝酸沉淀部分溶解,最后留有白色沉淀不再溶解。則X為________。
A.SO B.SO
C.CH3COO- D.SiO
(3)將Cu投入到裝有D溶液的試管中,Cu不溶解;再滴加稀H2SO4,Cu逐漸溶解,管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)。則物質(zhì)D一定含有上述離子中的________(填相應(yīng)的離子符號)。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為____________。
(4)利用上述已經(jīng)確定的物質(zhì),可以檢驗出D、E中的陽離子。請簡述實驗操作步驟、現(xiàn)象及結(jié)論:________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________。
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下列實驗?zāi)苓_(dá)到目的的是( )
A.只滴加氨水鑒別NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四種溶液
B.將NH4Cl溶液蒸干制備NH4Cl固體
C.用萃取分液的方法除去酒精中的水
D.用可見光束照射以區(qū)別溶液和膠體
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