化学能与电能之间的相互转化与人的生活实际密切相关,在生产、生活中有重要的应用,同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。(1)熔融状态下,钠的单质和氯化亚铁能
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化学能与电能之间的相互转化与人的生活实际密切相关,在生产、生活中有重要的应用,同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。 (1)熔融状态下,钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池(如图1),反应原理为:2Na+FeCl2 Fe+2NaCl,该电池放电时,正极反应式为 ________________ _____:
充电时,__________(写物质名称)电极接电源的负极; 该电池的电解质为________ _。 (2)某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液(如图2),一段时间停止通电取出电极。若在电解后的溶液中加入0.98g氢氧化铜粉末恰好完全溶解,经测定所得溶液与电解前完全相同。请回答下列问题:
①Y电极材料是 ,发生 (填“氧化或还原”)反应。 ②电解过程中X电极上发生的电极反方应式是: ③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打,充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是 (3)常温时,BaSO4的Ksp=1.08×10-10,现将等体积的BaCl2溶液与2.0×10-3mol/l的Na2SO4 溶液混合。若要生成BaSO4沉淀,BaCl2溶液的最小浓度为______________。 |
答案
(14分) (1)Fe2++2e-= Fe(2分),钠(1分),β—Al2O3(1分) (2)①石墨(1分),氧化(1分) ②Cu2++2e-=Cu(2分)、2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-(2分) ③0.448L或448mL(2分)没有单位扣1分 (3)2.16x10-7. (2分) |
解析
试题分析: (1)对氧化还原反应,含化合价降低的元素发生还原反应做正极。充电时负极连接阴极。能导电的做电解质溶液。 (2)由加入0.98g氢氧化铜粉完全溶解,所得溶液与电解前完全相同。可知溶液电解氢氧化铜,在阴极放电的是Cu2+,在阳极放电的是OH-。小苏打(NaHCO3) Cu SO4 + 2 H2O= Cu(OH)2+H2SO4 n=0.98g/98gmol-1=0.01mol 2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+2CO2↑ 0.01mol 0.02mol 0.02mol×22.4L/mol=0.448L (3) 等体积的BaCl2溶液与2.0×10-3mol/l的Na2SO4溶液混合 Ksp=c(Ba2+)c(SO42-)=c(Ba2+)1.0×10-3=1.08×10-10 c(Ba2+)=1.08×10-7 c原(Ba2+)=2.16x10-7. |
举一反三
25℃时,CaCO3在水中的溶解平衡曲线如同所示。已知25℃时,CaCO3的Ksp=2.8×10-9。据图分析,下列说法不正确的是
A.x的数值为2×10-5 | B.c点时有碳酸钙沉淀生成 | C.b点与d点对应的溶度积相等 | D.加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点 |
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硫化钠是重要的工业原料。 (1)高温时,等物质的量甲烷与硫酸钠在催化剂作用下恰好完全反应,制得硫化钠。反应的化学方程式为__________________。 (2)甲同学往某Na2S样品(含Na2CO3、Na2SO4杂质)溶液中加人少量BaS溶液,产生白色沉淀,过滤,向滤渣中加人过量盐酸,沉淀完全溶解。由此得出结论:相同温度下,Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4)。 ①沉淀溶于盐酸的离子方程式是__________________。 ②仅由上述实验无法判断Ksp(BaCO3)与Ksp(BaSO4)的大小关系,理由是______。 (3)利用Na2S为沉淀剂由锌灰可制得ZnS。锌灰经稀硫酸浸取后所得浸取液含Zn2+、Cd2+、Al3+、Fe2+, Fe3+等,由该浸取液制备ZnS的工艺流程如下图所示。
①步骤(i)所得滤渣中含有铝元素的物质为______(填化学式)。 ②步骤(ii)所加ZnO的作用为____________。 ③步骤(iii)中得到Cd单质的离子方程式为____________。 |
摩尔盐[xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O]是一种重要化工原料。其组成可通过下列实验测定: ①称取1.5680 g样品,准确配成100 mL溶液A。 ②量取25.00 mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤,干燥至恒重,得到白色固体0.4660 g。 ③再量取25.00 mL溶液A,滴加适量稀硫酸,用0.0200 mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,生成Mn2+,消耗KMnO4溶液10.00 mL。 (1)已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×10-10,欲使溶液中c(SO42-)≤1. 0×10-5mol·L-1,应保持溶液中c(Ba2+) ≥ mol·L-1。 (2)③中发生反应的离子方程式为 ,滴定终点的现象是 。 (3)通过计算确定样品的组成(必须写出计算过程)。 |
铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题: (1)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。写出CuSO4转变为铜蓝的离子方程式_______________________________。 (2)工业上以黄铜矿CuFeS2)为原料,采用火法熔炼工艺生产铜的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,该反应的氧化剂是_____;验证反应产生的气体是SO2的方法是____________。 (3)图I是一种新型燃料电池,它以CO为燃料,一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物为电解质,图II是粗铜精炼的装置图,假若用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。
①写出A极的电极反应式__________________________________________________。 ②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,粗铜板应与__________极(填“A”或“B”)相连;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为___________。 ③当消耗标准状况下1.12LCO时,精铜电极的质量变化情况为_________。 (4)现向一含有Ca2+、Cu2+的混合溶液中滴加Na2CO3溶液,若首先生成CuCO3沉淀,根据该实验可得出的结论是________(填序号)A.Ksp(CuCO3)<Ksp(CaCO3) | B.c(Cu2+)<c(Ca2+) | C.> | D.< |
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铁是地壳中含量第二的金属元素,其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛。 (―)工业废水中含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大的危害,必须进行处理。常用的处理方法是电解法,该法用Fe作电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解的进行,阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。 (1)用Fe作电极的目的是 。 (2)阴极附近溶液pH升高的原因是_ (用电极反应式解释);溶液中同时生成的沉淀还有 。 (二)氮化铁磁粉是一种磁记录材料,利用氨气在400℃以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁。制备高纯铁粉涉及的主要生产流程如下:
已知①某赤铁矿石含60.0%Fe2O3、3.6%FeO,还含有Al2O3、MnO2、CuO等。 ②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下:
(3)步骤②中加双氧水的目的是 ,pH控制在3.4的作用是 ,已知25℃时,Ksp[Cu(OH)2] =2.010-20,该温度下反应:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+的平衡常数K= 。 (4)如何判断步骤③中沉淀是否洗涤干净? 。 (5)制备氮化铁磁粉的反应:Fe+NH3FexNy+H2 (未配平),若整个过程中消耗氨气34.0g,消耗赤铁矿石2kg,设整个过程中无损耗,则FexNy磁粉的化学式为 。 |
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