【題目】有一種節(jié)能的氯堿工業(yè)新工藝，將電解池與燃料電池相組合，相關(guān)流程如圖所示(電極未標(biāo)出)。回答下列有關(guān)問(wèn)題：

(1)電解池的陰極反應(yīng)式為_____________。

(2)通入空氣一極的電極反應(yīng)式為_____________。燃料電池中陽(yáng)離子的移動(dòng)方向是_____________ (“從左向右”或“從右向左”)。

(3)電解池中產(chǎn)生 2molCl2，理論上燃料電池中消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下_____________LO2。

(4) a、b、c 由大到小的順序?yàn)椋?/span>_____________。

(5)二氧化氯是目前國(guó)際上公認(rèn)的第四代高效、無(wú)毒的廣譜消毒劑，可由 KClO3在H2SO4存在下與 Na2SO3反應(yīng)制得。請(qǐng)寫出反應(yīng)的離子方程式_____________

【答案】2H++2e-=H2↑ 正極 從左向右 22.4 c＞a＞ 2ClO3-+SO32-+2H+═2ClO2+SO42-+H2O

【解析】

(1) 電解池中生成氫氣的一端為電解池的陰極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣；

(2) 燃料電池中燃料在原電池負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，空氣中氧氣在正極上得到電子生成氫氧根離子，燃料電池中陽(yáng)離子移向正極；

(3) 依據(jù)電解池和原電池中電子守恒計(jì)算得到；

(4)燃料電池中正極氧氣得到電子產(chǎn)生OH-，負(fù)極氫氣失電子生成氫離子消耗氫氧根離子，再結(jié)合離子交換膜的作用分析即可；

(5) 二氧化氯由KClO3在H2SO4存在下與Na2SO3反應(yīng)制得，則可知反應(yīng)物、生成物，結(jié)合電子守恒、電荷守恒分析。

(1) 電解池中生成氫氣的一端為電解池的陰極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，在氫氧化鈉溶液中，電解池的陰極反應(yīng)式為；2H++2e-=H2↑；

(2) 燃料電池的工作原理：負(fù)極是燃料氫氣發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即H2-2e-+2OH-=2H2O，正極是氧氣發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，即O2+4e-+2H2O=4OH-，銅空氣的電極為正極；原電池中，陽(yáng)離子交換膜使陽(yáng)離子通過(guò)，陽(yáng)離子移向正極；

(3) 電解池中產(chǎn)生2mol Cl2，依據(jù)電子守恒，O2+4e-+2H2O=4OH-，4Cl--4e-=2Cl2↑，得到2Cl2～O2，計(jì)算得到生成氧氣1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為1mol×22.4L/mol=22.4L；

(4) 燃料電池中的離子膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，而燃料電池中正極氧氣得到電子產(chǎn)生OH-，所以反應(yīng)后氫氧化鈉的濃度升高，即a%小于c%，負(fù)極氫氣失電子生成氫離子消耗氫氧根離子，所以b%＜a%，得到b%＜a%＜c%，故答案為：c＞a＞b；

(5) KClO3在H2SO4存在下與Na2SO3反應(yīng)，SO32-被氧化成SO42-，由電子、電荷守恒可知該離子反應(yīng)為2ClO3-+SO32-+2H+═2ClO2+SO42-+H2O。

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：

【題目】ClO2是一種黃綠色或橙黃色的氣體，極易溶于水，可用于水的消毒殺菌、水體中Mn2+等重金屬清除及煙氣的脫硫脫硝�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)將過(guò)硫酸鈉(Na2S2O8)溶液加入亞氯酸鈉(NaClO2)中可制備ClO2，該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_____。

(2)將ClO2通入MnSO4溶液，溶液中可檢測(cè)到Cl-同時(shí)有黑色沉淀生成。該反應(yīng)的離子方程式為__________。

(3)為研究ClO2脫硝的適宜條件，在1L200 mgL-1 ClO2溶液中加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH，通入NO氣體并測(cè)定NO的去除率，脫硝后N元素以NO3－形式存在，其關(guān)系如下圖所示：

①實(shí)驗(yàn)中使用的ClO2溶液的物質(zhì)的量濃度為______(保留三位有效數(shù)字）；要使NO的去除率更高，應(yīng)控制的條件是_________。

②當(dāng)溶液pH＞7時(shí)，NO的去除率增大的原因是ClO2與NaOH溶液反應(yīng)可生成更強(qiáng)的吸收劑NaClO2，寫出堿性條件下NaClO2脫除NO反應(yīng)的離子方程式：_________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】工業(yè)上利用軟錳礦（主要成分為MnO2，同時(shí)含少量鐵、鋁等的化合物）制備硫酸錳的常見(jiàn)流程如下：

部分金屬陽(yáng)離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表：

沉淀物

Al(OH)3

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

pH

5.2

3.2

9.7

10.4

（1）一氧化錳用硫酸酸浸時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為____________________。酸浸后加入MnO2將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，其目的是___________。

（2）濾渣A的成分除MnO2外，還有_______________。

（3）MnO2是制造堿性鋅錳電池的基本原料，放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為________。工業(yè)上以石墨為電極電解酸化的MnSO4溶液生產(chǎn)MnO2，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_________，當(dāng)陰極產(chǎn)生4.48L（標(biāo)況）氣體時(shí)，MnO2的理論產(chǎn)量為______g。

（4）錳的三種難溶化合物的溶度積：Ksp(MnCO3)＝1.8×10－11，Ksp[Mn(OH)2]＝1.9×10－13，Ksp(MnS)＝2.0×10－13，則上述三種難溶物的飽和溶液中，Mn2＋濃度由大到小的順序是_______＞_______＞_______（填寫化學(xué)式）。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】在室溫下，下列各組離子一定能大量共存的是（ ）

A.滴入石蕊試液顯紅色的溶液：K+、Mg2+、AlO2、SO32

B.1.0mol·L1的KNO3溶液：H+、Fe2+、Cl、SO42

C.在＝1×1012的溶液中：NH4+、Fe2+、Cl－、NO3

D.通入足量CO2的溶液：Ca2+、Cl、K+、Na+

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】氮元素是重要的非金屬元素，可形成鹵化物、氮化物，疊氮化物及配合物等多種化合物。

(1)NF3、NBr3、NCl3的沸點(diǎn)由高到低的順序是______，這三種化臺(tái)物中N原子的雜化類型是______，分子的空間構(gòu)型是______

(2)N、F、Br三種元素的電負(fù)性由大到小順序?yàn)?/span>____________

(3)疊氮酸(HN3)是一種弱酸�？刹糠蛛婋x出H+和N3-，請(qǐng)寫出兩種與N3-互為等電子體的分子______

(4)Fe2+、Cu2+、Co3+等過(guò)渡金屬離子都能與疊氮化物、氰化物形成配合物。Fe2+的核外電子排布式為______；配合物[Co(N3)(NH3)5]SO4中Co的配位數(shù)為______，Co3+與NH3之間的作用力是______

(5)NaN3與KN3相比，NaN3的晶格能______KN3的晶格能(填“＞”、“＝”或“＜”)+

(6)某元素X與N形成的氮化物中，X+中K、L、M三個(gè)電子層均充滿了電子。它與N3-形成晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，X+的符號(hào)是______，晶體中每個(gè)N3-與其距離最近的X+有______個(gè)。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)，在不同情況下測(cè)得反應(yīng)速率，反應(yīng)速率最快的是（ ）

A. υ (C)=0.5 mol / L·s B. υ(D)=0.4 mol / L·s

C. υ(B)=0.6 mol / L·s D. υ(A)=0.15 mol / L·s

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用乙醇、濃硫酸和溴化鈉反應(yīng)來(lái)制備溴乙烷，并探究溴乙烷的性質(zhì)。反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置如下(加熱裝置未畫出):

H2SO4(濃)+NaBrNaHSO4+HBr↑　CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O

有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:

乙醇

溴乙烷

溴

狀態(tài)

無(wú)色液體

無(wú)色液體

深紅色液體

密度/(g·cm3)

0.79

1.44

3.1

沸點(diǎn)/℃

78.5

38.4

59

Ⅰ.溴乙烷的制備：

(1)若圖甲中A加熱溫度過(guò)高或濃硫酸的濃度過(guò)大，均會(huì)使C中收集到的粗產(chǎn)品呈橙色，原因是A中發(fā)生了副反應(yīng)，其化學(xué)方程式為__________；F連接導(dǎo)管通入稀NaOH溶液中，其目的主要是_________；導(dǎo)管E的末端須低于D的水面，其目的是__________。

(2)為了除去粗產(chǎn)品中的氧化性雜質(zhì)，宜選擇下列_________　(填序號(hào))溶液來(lái)洗滌所得粗產(chǎn)品。

A.氫氧化鈉　　B.碘化鉀　　C.碳酸氫鈉　　D.亞硫酸鈉

(3)粗產(chǎn)品用上述溶液洗滌、分液后，再經(jīng)過(guò)蒸餾水洗滌、分液，然后加入少量的無(wú)水硫酸鎂固體，靜置片刻后過(guò)濾，再將所得濾液進(jìn)行蒸餾，收集到的餾分約10.0g。從乙醇的角度考慮，本實(shí)驗(yàn)所得溴乙烷的產(chǎn)率是___________。

Ⅱ.溴乙烷性質(zhì)的探究

用如圖乙實(shí)驗(yàn)裝置(鐵架臺(tái)、酒精燈略)驗(yàn)證溴乙烷的性質(zhì):在試管中加入10mL6mol·L1NaOH溶液和2mL溴乙烷，振蕩、靜置，液體分層，水浴加熱。

(4)觀察到___________，表明溴乙烷與NaOH溶液已完全反應(yīng)。

(5)為證明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中反應(yīng)的氣體產(chǎn)物為乙烯，將生成的氣體通入如圖丙裝置。a試管中的水的作用是　___________，若無(wú)a試管，b試管中的試劑應(yīng)為___________　。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是一放熱反應(yīng)。如果反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是（ ）

A. 升高溫度會(huì)使反應(yīng)速率加快

B. 當(dāng)NH3的濃度不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)

C. 在高溫和催化劑作用下，H2可以100%地轉(zhuǎn)化為NH3

D. 使用催化劑可以加快反應(yīng)速率

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】某含錳礦物的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2、Al2O3等。已知FeCO3、MnCO3難溶于水。一種運(yùn)用陰離子膜電解法的新技術(shù)可用于從碳酸錳礦中提取金屬錳，主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：

（1）設(shè)備1中反應(yīng)后，濾液1里錳元素只以Mn2+的形式存在，且濾渣1中也無(wú)MnO2。濾渣1的主要成分是 （填化學(xué)式）。

（2）設(shè)備1中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式是 。

（3）設(shè)備2中加足量雙氧水的作用是 。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)濾液2中是否存在Fe2+： 。

（4）設(shè)備4中加入過(guò)量氫氧化鈉溶液，沉淀部分溶解,。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋原因： 。

（5）設(shè)備3中用陰離子膜法提取金屬錳的電解裝置圖如下：

① 電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動(dòng)的方向，則A電極是直流電源的 極。實(shí)際生產(chǎn)中，陽(yáng)極以稀硫酸為電解液，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 。

② 該工藝之所以采用陰離子交換膜，是為了防止Mn2+進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2造成資源浪費(fèi)，寫出該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式 。

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