【題目】電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法:保持污水的pH5.0~6.0之間,通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉積下來,具有凈化水的作用。陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層,刮去(或撇掉)浮渣層,即起到了浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水,設(shè)計裝置示意圖如下:

(1)實驗時若污水中離子濃度較小,導(dǎo)電能力較差,產(chǎn)生氣泡速率緩慢,無法使懸浮物形成浮渣。此時,應(yīng)向污水中加入適量的。

aH2SO4 bBaSO4 cNa2SO4 dNaOH eCH3CH2OH

(2)電解池陽極發(fā)生了兩個電極反應(yīng),其中一個反應(yīng)生成一種無色氣體,則陽極的電極反應(yīng)分別是

①_____________________________________;

_____________________________________。

(3)熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),以CH4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料為電極。

負(fù)極的電極反應(yīng)_______________________

為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運(yùn)行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定,電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)(見上圖)。A物質(zhì)的化學(xué)式是_____________。

(4)實驗過程中,若在陰極產(chǎn)生了44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,則熔融鹽燃料電池消耗CH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)L。

(5)圖是根據(jù)氯堿工業(yè)中離子交換膜技術(shù)原理設(shè)計的電解Na2SO4溶液生產(chǎn)NaOHH2SO4溶液的裝置。

請回答:a________(”)離子交換膜;從E口流進(jìn)的物質(zhì)的化學(xué)式(若為溶液,則寫出溶質(zhì)的化學(xué)式)為:______________;寫出此時電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式__________________。

【答案】

(1)c(2)Fe-2e-=Fe2+;4OH4e2H2O+O2

(3)CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O;CO2(4)11.2L

(5);H2O(加少量稀H2SO4);2Na2SO4+6H2O4NaOH+2H2SO4+2H2+O2

【解析】

試題分析:(1)為了增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性,因此可選用易溶性強(qiáng)電解質(zhì)溶液,排除AB,考慮到題中要求電解時保持污水的pH5.06.0之間,因此不能添加NaOH,BaSO4不溶,故答案為:c;

(2)電解時鐵作陽極,因此主要發(fā)生Fe-2e-=Fe2+,同時也發(fā)生副反應(yīng),即溶液中的OH-失電子被氧化生成O2,故答案為:Fe-2e-=Fe2+;2H2O-4e-=4H++O2

(3)燃料電池中,正極反應(yīng)一定是氧氣得電子,該電池的電解質(zhì)環(huán)境是熔融碳酸鹽,所以正極反應(yīng)為:O2+2CO2+4e-=2CO32-;負(fù)極反應(yīng)是CH4失電子,該電池的電解質(zhì)環(huán)境是熔融碳酸鹽,所以負(fù)極反應(yīng)為:CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O;電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),可以循環(huán)利用的物質(zhì)只有二氧化碳;故答案為:CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2OO2+2CO2+4e-=2CO32-;CO2;

(4)陰極的電極反應(yīng)為:2H++2e-=H2,陰極產(chǎn)生了44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)2mol的氫氣產(chǎn)生,所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol,根據(jù)電池的負(fù)極電極反應(yīng)是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.1mol電子時,消耗CH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的體積V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L,故答案為:11.2

(5)惰性電極電解硫酸鈉溶液,相當(dāng)于電解水,陽極發(fā)生4OH--4e-=2H2O+O2B為氧氣,電解時氫氧根離子不斷的向陽極移動,所以a為陰離子交換膜,陽極區(qū)氫離子與硫酸根離子形成硫酸從A口流出,AH2SO4溶液,從E口流進(jìn)的物質(zhì)為水,為了增加導(dǎo)電性,可以懷疑少量硫酸;陰極發(fā)生2H++2e-=H2,C為氫氣,D口流出的物質(zhì)為氫氧化鈉溶液,電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式為2Na2SO4+6H2O4NaOH+2H2SO4+2H2+O2,故答案為:陰;H2O(加少量稀H2SO4);2Na2SO4+6H2O4NaOH+2H2SO4+2H2+O2

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1.向同溫、同體積的三個密閉容器中分別充入氣體:(甲)2 mol SO2和1 mol O2;(乙)1 mol SO2和0.5 mol O2;(丙)2 mol SO3.恒溫、恒容下反應(yīng)達(dá)平衡時,下列關(guān)系一定正確的是

A容器內(nèi)壓強(qiáng)P:P=P>2P

BSO2的質(zhì)量m:m=m>2m

Cc(SO2)與c(O2)之比k:k=k=2k

D甲乙中SO2的轉(zhuǎn)化率分別為甲、,丙中SO3的轉(zhuǎn)化率,+=1

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【題目】已知可逆反應(yīng)X(g)+2Y(g)Z(g) ΔH<0,一定溫度下,在體積為2 L的密閉容器中加入4 mol Y和一定量的X后,X的濃度隨時間的變化情況如圖所示,則下列說法正確的是

A若向該容器中加入1mol X、2mol Y,達(dá)平衡時,X的平衡濃度小于0.125 mol/L

Ba點(diǎn)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率

C反應(yīng)達(dá)平衡時,降低溫度可以實現(xiàn)c到d的轉(zhuǎn)化

D該條件下,反應(yīng)達(dá)平衡時,平衡常數(shù)K=3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】298K時,在容積不變的密閉容器中注滿NO2氣體,2NO2gN2O4g△H<0平衡后把該容器置于水中,下列性質(zhì)或數(shù)值不會改變的是

①平均摩爾質(zhì)量 質(zhì)量 ③顏色 ④壓強(qiáng) 各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 密度

A②⑥ B②③ C④⑤ D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一個密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):2X2(g)Y2(g)2Z(g),反應(yīng)過程中某一時刻X2、Y2、Z的濃度分別為0.2 mol·L1、0.1 mol·L1、0.2 mol·L1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,下列數(shù)據(jù)可能合理的是

A. Z的濃度為0.4 mol·L1 B. X2、Z的濃度均為0.15 mol·L1

C. X2的濃度為0.4 mol·L1 D. X2Z的濃度之和為0.4 mol·L1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng),其中屬于鹽類水解反應(yīng)的是

ANH4++2H2ONH3H2O+H3O+ BHCO3-+H2OH3O++CO32-

CNH3+H2ONH4++OH- DCl2+H2OH++Cl-+HClO

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有一種泉水,取0.5 L這種泉水作為樣品,經(jīng)測定該樣品中含有48.00 mgMg2+。 那么,該泉水中Mg2+的物質(zhì)的量的濃度是多少?為使該泉水樣品所含的Mg2+全部沉淀,應(yīng)加入1mol/L NaOH溶液的體積是多少?(請寫出簡要計算過程)

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【題目】硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤。在無機(jī)非金屬材料中,硅一直扮演著主角。下面幾種物質(zhì)中含有硅單質(zhì)的是

A.太陽能電池板 B.水晶 C.瑪瑙 D.光導(dǎo)纖維

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】I. 掌握儀器名稱、組裝及使用方法是中學(xué)化學(xué)實驗的基礎(chǔ),下圖為蒸餾實驗裝置。

(1)寫出下列儀器的名稱:a._____________,b. _____________

(2)若利用該裝置分離四氯化碳和酒精的混合物,還缺少的儀器是______________

(3)某粗鹽除含氯化鈉外,還混有可溶性CaCl2、MgCl2、硫酸鹽、泥砂等不溶性雜質(zhì),為提純粗鹽,可選用以下試劑及操作先后順序可以是________________(填選項字母)

Na2CO3 NaOH BaCl2 HCl ⑤過濾 ⑥蒸發(fā)結(jié)晶

A.②③①④⑤⑥ B.②③①⑤④⑥ C.②①③⑤④⑥ D.③②①⑤④⑥

II. (4)現(xiàn)需配制0.1mol·L1NaOH溶液480mL,根據(jù)此,回答下列問題:

①配制氫氧化鈉溶液需要用到的玻璃儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、和___________________________________________

②實驗時需要托盤天平稱量氫氧化鈉____________g;

配制時,其正確的操作順序是(字母表示,每個字母只能用一次)__________。

A.用30mL水洗滌燒杯2~3次,洗滌液均注入容量瓶

B.準(zhǔn)確稱取計算量的氫氧化鈉固體于燒杯中,再加入少量水(約30mL),用玻璃棒慢慢攪動,使其充分溶解

C.將溶解的氫氧化鈉溶液冷卻室溫后,沿玻璃棒注入容量瓶中

D.將容量瓶蓋緊,上下顛倒搖勻

E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹面恰好與刻度相切

F.繼續(xù)往容量瓶內(nèi)小心加水,直到液面接近刻度1~2cm

④配制0.1 mol· L1NaOH溶液的實驗中,如果出現(xiàn)以下操作,會導(dǎo)致配制溶液的濃度偏大的有___________ (填寫字母)。

A.稱量時用了生銹的砝碼 B.未洗滌溶解NaOH的燒杯

C.NaOH在燒杯中溶解后,未冷卻就立即轉(zhuǎn)移到容量瓶中

D.容量瓶未干燥即用來配制溶液 E.定容時仰視刻度線

F.定容后塞上瓶塞反復(fù)搖勻,靜置后,液面不到刻度線,再加水至刻度線

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