【題目】氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)�；どa(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來(lái)源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時(shí)獲得氫氣：Fe+2H2O+2OH―= FeO42―+3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeO42―，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過(guò)高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)鐵作________極，電極反應(yīng)式為___________________________________________________。

(2)每制得1mol Na2FeO4，理論上可以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況 ____________ L 氣體。

(3)電解一段時(shí)間后，c（OH―）降低的區(qū)域在_______________________（填“陰極室”或“陽(yáng)極室”）。

(4)電解過(guò)程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，其原因?yàn)?/span>_____________________。

(5)c（Na2FeO4）隨初始c（NaOH）的變化如圖2，分析M點(diǎn)c（Na2FeO4）低于最高值的原因_______________________。

【答案】陽(yáng)極 Fe- 6e- +8OH- FeO42- + 4H2O 67.2L 陽(yáng)極室 防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低 在M點(diǎn)c(OH-)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢，在N點(diǎn)c(OH-)過(guò)高，鐵電極上有氫氧化鐵生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低

【解析】

(1)電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時(shí)獲得氫氣，根據(jù)總反應(yīng)：Fe+ 2H2O+ 2OH- FeO42-+3H2↑來(lái)回答；

(2) 根據(jù)總反應(yīng): Fe+ 2H2O+ 2OH- FeO42-+3H2↑來(lái)計(jì)算；

(3)根據(jù)題意鎳電極有氣泡產(chǎn)生是氫離子放電生成氫氣，鐵電極發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中的氫氧根離子減少；

(4) 氫氣具有還原性，根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原.電解過(guò)程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低；

(5)根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，在M點(diǎn)，c(OH -)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢，在N點(diǎn) c(OH -)過(guò)高，鐵電極上有氫氧化鐵生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。

(1)電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時(shí)獲得氫氣，根據(jù)總反應(yīng)：Fe+ 2H2O+ 2OH- FeO42-+3H2↑，所以金屬鐵是陽(yáng)極，該電極上金屬鐵發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Fe- 6e- +8OH- FeO42- + 4H2O；

(2)據(jù)總反應(yīng)：Fe+ 2H2O+ 2OH- FeO42-+3H2↑，每制得1molNa2FeO4，理論上可以產(chǎn)生氫氣3mol，即標(biāo)準(zhǔn)狀況體積是3mol× 22.4L/mol= 67.2L；

(3)根據(jù)題意鎳電極有氣泡產(chǎn)生是氫離子放電生成氫氣，鐵電極發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中的氫氧根離子減少，因此電解一段時(shí)間后，c(OH -)降低的區(qū)域在陽(yáng)極室；

(4)氫氣具有還原性，根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。電解過(guò)程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低；

(5)根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，在M點(diǎn)c(OH-)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢，在N點(diǎn)c(OH-)過(guò)高，鐵電極上有氫氧化鐵生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。

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】下列變化不能用勒夏特列原理解釋的是

A.工業(yè)生產(chǎn)硫酸的過(guò)程中使用過(guò)量的氧氣，以提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率

B.H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡體系中壓縮容器體積后顏色變深

C.Na2CrO4溶液中滴加稀硫酸，溶液顏色變深

D.實(shí)驗(yàn)室用排飽和食鹽水的方法收集氯氣

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】B和Mg在材料科學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。

回答下列問(wèn)題：

（1）下列B原子軌道表達(dá)式表示的狀態(tài)中，能量更高的是________填“A”或“B”。

A. B.

（2）晶體硼中的基本單元如圖1所示，其中含有12個(gè)B原子。該單元中含有鍵的數(shù)目為________。

（3）是重要的還原劑。其中陰離子的立體構(gòu)型為________，中心原子的雜化形式為________。

（4）基態(tài)Mg原子的核外電子排布式為________；第三周期主族元素中，電負(fù)性小于Mg元素的有________填元素符號(hào)，下同，原子第一電離能小于Mg原子的有________。

（5）和均可作為耐火材料，其原因是________。

（6）常用于光學(xué)儀器，其長(zhǎng)方體型晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示：

的配位數(shù)為________。

若阿伏加德羅常數(shù)的值為，則晶體的密度可表示為________用含a、b、的代數(shù)式表示。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】室溫下，向溶液中逐滴加入鹽酸，溶液含R微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與pH關(guān)系如圖所示不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)化為氣體逸出溶液，氣體逸出未畫(huà)出，忽略因氣體逸出引起的溶液體積變化下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.溶液中：

B.當(dāng)溶液時(shí)，溶液總體積大于40mL

C.在B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中，離子濃度最大的是

D.A點(diǎn)對(duì)應(yīng)pH約為，的水解常數(shù)數(shù)量級(jí)為

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】現(xiàn)需設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)電解飽和食鹽水，并測(cè)量電解產(chǎn)生的氫氣的體積(約6 mL)和檢驗(yàn)氯氣的氧化性(不應(yīng)將多余的氯氣排入空氣中)。

(1)試從下圖中選用幾種必要的儀器，連成一整套裝置，各種儀器接口的連接順序(填編號(hào))是A接G-F-I，B接__________。

(2)鐵棒接直流電源的________極；碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為_____________________________________。

(3)能說(shuō)明氯氣具有氧化性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________________________________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】電解裝置如圖所示：

Ⅰ.當(dāng)用惰性電極電解時(shí)，c為____________極， d極的電極反應(yīng)_________，電解總反應(yīng)的化學(xué)方程____________________

Ⅱ.(1)若用此裝置進(jìn)行鐵上鍍銅則c為__________（填鐵或銅），電解液濃度_____________(增大，減小或不變）

(2)電鍍一段時(shí)間后對(duì)電極進(jìn)行稱量發(fā)現(xiàn)兩極質(zhì)量差為16克，則電路中轉(zhuǎn)移的電子___________mol.

Ⅲ.若用此裝置進(jìn)行粗銅的電解精煉。則要求粗銅板是圖中電極________(填圖中的字母)。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】一定溫度下在一定體積的密閉容器中，下列敘述不能作為可逆反應(yīng)A(g)＋3B(g) 2C(g)達(dá)到平衡狀態(tài)標(biāo)志的是 ( )

①C的生成速率與C的消耗速率相等

②單位時(shí)間內(nèi)生成a mol A，同時(shí)生成3a mol B

③A、B、C的濃度不再變化

④C的物質(zhì)的量不再變化

⑤混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化

⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化

⑦單位時(shí)間消耗a mol A，同時(shí)生成3a mol B

⑧A、B、C的分子數(shù)之比為1∶3∶2

A. ②⑧B. ④⑦C. ①③D. ⑤⑥

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】香草醛是一種食品添加劑，可由愈創(chuàng)木酚作原料合成，合成路線如下：

下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A. 反應(yīng)1→2中原子利用率為90%

B. 檢驗(yàn)制得的香草醛中是否混有化合物3，可用氯化鐵溶液

C. 化合物2在一定條件下可發(fā)生酯化反應(yīng)

D. 等物質(zhì)的量的四種化合物分別與足量NaOH溶液反應(yīng)，消耗NaOH物質(zhì)的量之比為1∶4∶3∶2

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】磺酰氯(SO2C12)主要用作氯化劑或氯磺化劑，熔、沸點(diǎn)分別為-54.1°C和69°C，在空氣中遇水蒸氣發(fā)生劇烈反應(yīng)產(chǎn)生大量白霧。某實(shí)驗(yàn)室用干燥的SO2和Cl2 通入如圖裝置乙(省略?shī)A持裝置)制取磺酰氯�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)組合裝置甲的作用是制取干燥純凈的氯氣，儀器連接的正確順序是e→____，____→____，____→g。

(2)為提高實(shí)驗(yàn)中磺酰氯的產(chǎn)率，實(shí)驗(yàn)中可采取的措施有_______(只答一條即可)

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)在導(dǎo)管口f接一裝置，該裝置為________(填標(biāo)號(hào))。

(4)SO2C12遇水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

(5)反應(yīng)結(jié)束后，安裝好蒸餾裝置，把三頸燒瓶中的物質(zhì)和沸石加入到蒸鎦燒瓶中，接下來(lái)的操作是先_______，然后_______，棄去前餾分，收集69℃的餾分，得到磺酰氯粗品。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案