【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pH在5.0~6.0,
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,棄去浮渣層,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(jì)的裝置示意圖如下圖所示。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí),應(yīng)向污水中加入適量的________。
a.H2SO4 b.CH3CH2OH c.Na2SO4 d.NaOH
(2)電解過程中,電解池陽極發(fā)生了兩個(gè)電極反應(yīng),其中一個(gè)為2H2O-4e-=O2↑+4H+,則另一個(gè)電極反應(yīng)式為_____________________________。
(3)電解池溶液中得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式為_____________________________。
(4)熔融鹽燃料電池以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),CH4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料為電極。
①正極的電極反應(yīng)式為______________________________________;
②為了使該燃料電池長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定。為此電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。則A物質(zhì)的化學(xué)式是___________。
(5)實(shí)驗(yàn)過程中,若在陰極產(chǎn)生了44.8 L(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。
【答案】c Fe-2e-===Fe2+ 4Fe2++10H2O+O2===4Fe(OH)3↓+8H+或4Fe2++4H++O2===4Fe3++2H2O,F(xiàn)e3++3OH-===Fe(OH)3↓ O2+2CO2+4e-===2CO32-(或2O2+4CO2+8e-===4CO32-) CO2 11.2
【解析】
A裝置為電解池,B裝置為原電池裝置,原電池工作時(shí),通入甲烷的一級(jí)為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),負(fù)極電極反應(yīng)是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,通入氧氣的一極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-=2CO32-,電解池中Fe為陽極,發(fā)生Fe-2e-=Fe2+,陰極的電極反應(yīng)為:2H++2e-=H2↑,二價(jià)鐵離子具有還原性,能被氧氣氧化到正三價(jià),4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+。
(1)由題意可知,保持保持污水的pH在5.0~6.0之間,通過電解生成Fe(OH)3沉淀時(shí),加入能使溶液導(dǎo)電能力增強(qiáng)的電解質(zhì),必須是可溶于水的、顯中性的鹽,故選c,故答案為:c;
(2)燃料電池中通入空氣的電極是正極,通入甲烷的電極是負(fù)極,鐵與正極相連作陽極,活潑金屬電極做電解池的陽極時(shí),電極本身失去電子,電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+,故答案為:Fe-2e-=Fe2+;
(3)陽極鐵失去電子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子,亞鐵離子具有還原性,能被氧氣氧化生成鐵離子,鐵離子與氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化鐵紅褐色沉淀,反應(yīng)的離子方程式可表示為4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+,故答案為:4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+;
(4)①燃料電池中,正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),即一定是氧氣得電子的過程。由于電解質(zhì)是熔融碳酸鹽,因此正極電極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-=2CO32-,故答案為:O2+2CO2+4e-=2CO32-;
②負(fù)極甲烷失去電子轉(zhuǎn)化為CO2,而正極需要消耗CO2,所以可以循環(huán)利用的物質(zhì)是CO2,故答案為:CO2;
(5)陰極電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑,即44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體是氫氣,物質(zhì)的量是2mol,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)CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O可知當(dāng)轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí),消耗CH40.5mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V=0.5mol×22.4L/mol=11.2L,故答案為:11.2。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】N2分子在催化劑的作用下發(fā)生的一系列轉(zhuǎn)化如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.在反應(yīng)過程中作催化劑
B.催化劑a表面發(fā)生了分解反應(yīng)和化合反應(yīng)
C.催化劑a、b增大了該歷程中的最大能壘(活化能)
D.催化劑b表面發(fā)生的反應(yīng)為:4NH3+5O24NO+6H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定條件下,用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化劑對(duì)燃煤煙氣進(jìn)行回收,使SO2轉(zhuǎn)化生成S。催化劑不同,其他條件相同(濃度、溫度、壓強(qiáng))情況下, 相同時(shí)間內(nèi)SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如下圖,下列說法不正確的是
A.不考慮催化劑價(jià)格因素,選擇Fe2O3作催化劑可以節(jié)約能源
B.選擇Fe2O3作催化劑,最適宜溫度為340 ℃左右
C.a 點(diǎn)后SO2的轉(zhuǎn)化率減小的原因可能是溫度升高催化劑活性降低了
D.其他條件相同的情況下,選擇Cr2O3作催化劑,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率最小
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand,簡稱COD)表示在強(qiáng)酸性條件下重鉻酸鉀氧化 1 L 污水中有機(jī)物所需的氧化劑的量,并換算成以氧氣為氧化劑時(shí),1 L水樣所消耗O2的質(zhì)量(mg·L-1)計(jì)算。COD小,水質(zhì)好。某湖面出現(xiàn)赤潮,某化學(xué)興趣小組為測定其污染程度,用 1.176 g K2Cr2O7固體配制成 100 mL溶液,現(xiàn)取水樣20.00 mL,加入10.00 mL K2Cr2O7溶液,并加入適量酸和催化劑,加熱反應(yīng)2 h。多余的K2Cr2O7用0.100 0 mol·L-1Fe(NH4)2(SO4)2溶液進(jìn)行滴定,消耗Fe(NH4)2(SO4)2溶液的體積如下表所示。此時(shí),發(fā)生的反應(yīng)是CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。(已知K2Cr2O7和有機(jī)物反應(yīng)時(shí)被還原為 Cr3+,K2Cr2O7的相對(duì)分子質(zhì)量為294)
序號(hào) | 起始讀數(shù)/mL | 終點(diǎn)讀數(shù)/mL |
1 | 0.00 | 12.10 |
2 | 1.26 | 13.16 |
3 | 1.54 | 14.64 |
(1)K2Cr2O7溶液的物質(zhì)的量濃度為______mol·L-1。
(2)求該湖水的COD為______mg·L-1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>( )
A.用裝置甲分液時(shí),兩層液體應(yīng)依次從下口放出
B.用裝置乙除去NO中混有的少量NO2時(shí),應(yīng)將混合氣體從a管通入
C.中和滴定時(shí),錐形瓶應(yīng)先用待測液潤洗2~3次
D.配制溶液時(shí)加水超過容量瓶的刻度線,應(yīng)立即用膠頭滴管吸出
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖所示的電解裝置可實(shí)現(xiàn)低電位下高效催化還原CO2。下列說法不正確的是( )
A.a極連接外接電源的負(fù)極
B.電解過程中Na+從右池移向左池
C.b極的電極反應(yīng)式為Cl--2e-+H2O=ClO-+2H+
D.外電路上每轉(zhuǎn)移1 mol電子,理論可催化還原標(biāo)況下CO2氣體11.2 L
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某小組探究Na2SO3溶液和KIO3溶液的反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)I:向某濃度的KIO3酸性溶液(過量)中加入Na2SO3溶液(含淀粉),一段時(shí)間(t秒)后,溶液突然變藍(lán)。
資料:IO3-在酸性溶液氧化I-,反應(yīng)為IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O
(1)溶液變藍(lán),說明Na2SO3具有_________性。
(2)針對(duì)t秒前溶液未變藍(lán),小組做出如下假設(shè):
i.t秒前未生成I2,是由于反應(yīng)的活化能______(填“大”或“小”),反應(yīng)速率慢導(dǎo)致的。
ii.t秒前生成了I2,但由于存在Na2SO3,_____(用離子方程式表示),I2被消耗。
(3)下述實(shí)驗(yàn)證實(shí)了假設(shè)ii合理。
實(shí)驗(yàn)II:向?qū)嶒?yàn)I的藍(lán)色溶液中加入_______,藍(lán)色迅速消失,后再次變藍(lán)。
(4)進(jìn)一步研究Na2SO3溶液和KIO3溶液反應(yīng)的過程,裝置如下。
實(shí)驗(yàn)III:K閉合后,電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況記錄如下表:
表盤 |
| |||
時(shí)間/min | 0~t1 | t2~t3 | t4 | |
偏轉(zhuǎn) 位置 | 右偏至Y | 指針回到“0”處,又返至“X”處;如此周期性往復(fù)多次…… | 指針 歸零 |
① K閉合后,取b極區(qū)溶液加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,現(xiàn)象是______。
② 0~t1時(shí),從a極區(qū)取溶液于試管中,滴加淀粉溶液,溶液變藍(lán);直接向a極區(qū)滴加淀粉溶液,溶液未變藍(lán)。判斷IO3- 在a極放電的產(chǎn)物是_______。
③ 結(jié)合反應(yīng)解釋t2~t3時(shí)指針回到“0”處的原因:________。
(5)綜合實(shí)驗(yàn)I、II、III,下列說法正確的是_______。
A.對(duì)比實(shí)驗(yàn)I、II,t秒后溶液變藍(lán),I中SO32-被完全氧化
B.對(duì)比實(shí)驗(yàn)I、III,t秒前IO3- 未發(fā)生反應(yīng)
C.實(shí)驗(yàn)III中指針返回X處的原因,可能是I2氧化SO32-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SO42—,取此溶液V L,用水稀釋至2V L,則稀釋后溶液中Fe3+的物質(zhì)的量濃度為
A. mol·L-1B.mol·L-1C.mol·L-1D. mol·L-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高錳酸鉀是一種用途廣泛的強(qiáng)氧化劑,實(shí)驗(yàn)室制備高錳酸鉀所涉及的化學(xué)方程式如下:
MnO2熔融氧化:3MnO2+ KClO3+ 6KOH 3K2MnO4+ KCl+3H2O ;
K2MnO4歧化:3K2MnO4+ 2CO2=2KMnO4+ MnO2↓+2K2CO3 。
已知K2MnO4溶液顯綠色。請(qǐng)回答下列問題:
(1)MnO2熔融氧化應(yīng)放在_______________中加熱(填儀器編號(hào))。
①燒杯 ②瓷坩堝 ③蒸發(fā)皿 ④鐵坩堝
(2)在MnO2熔融氧化所得產(chǎn)物的熱浸取液中通入CO2氣體,使K2MnO4歧化的過程在如圖裝置中進(jìn)行,A、B、C、D、E為旋塞,F、G為氣囊,H為帶套管的玻璃棒。
①為了能充分利用CO2,裝置中使用了兩個(gè)氣囊。當(dāng)試管內(nèi)依次加入塊狀碳酸鈣和鹽酸后,關(guān)閉旋塞B、E,微開旋塞A, 打開旋塞C、D,往熱K2MnO4溶液中通入CO2氣體,未反應(yīng)的CO2被收集到氣囊F中。待氣囊F收集到較多氣體時(shí),關(guān)閉旋塞__________,打開旋塞____________,輕輕擠壓氣囊F,使CO2氣體緩緩地壓入K2MnO4溶液中再次反應(yīng),未反應(yīng)的CO2氣體又被收集在氣囊G中。然后將氣囊G中的氣體擠壓入氣囊F中,如此反復(fù),直至K2MnO4完全反應(yīng)。
②檢驗(yàn)K2MnO4歧化完全的實(shí)驗(yàn)操作是_______________________________________。
(3)將三頸燒瓶中所得產(chǎn)物進(jìn)行抽濾,將濾液倒入蒸發(fā)皿中,蒸發(fā)濃縮至____________,自然冷卻結(jié)晶,抽濾,得到針狀的高錳酸鉀晶體。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用低溫烘干的方法來干燥產(chǎn)品,原因是________________。
(4)利用氧化還原滴定法進(jìn)行高錳酸鉀純度分析,原理為:2MnO4-+5C2O42+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
現(xiàn)稱取制得的高錳酸鉀產(chǎn)品7.245g,配成500mL溶液,用移液管量取25.00 mL待測液,用0.1000 mol·L-1草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液液進(jìn)行滴定,終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積為50.00mL(不考慮雜質(zhì)的反應(yīng)),則高錳酸鉀產(chǎn)品的純度為_________(保留4位有效數(shù)字,已知M(KMnO4)=158g·mol-1)。若移液管用蒸餾水洗凈后沒有用待測液潤洗或烘干,則測定結(jié)果將_________。(填“偏大”、“偏小”、“不變”)
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