【題目】某化學(xué)興趣小組對電化學(xué)問題進(jìn)行了實驗探究。
Ⅰ.利用如圖裝置探究金屬的防護措施,實驗現(xiàn)象是鋅電極不斷溶解,鐵電極表面有氣泡產(chǎn)生。
(1)寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式_______________。
(2)某學(xué)生認(rèn)為,鐵電極可能參與反應(yīng),并對產(chǎn)物作出假設(shè):
假設(shè)1:鐵參與反應(yīng),被氧化生成Fe2+
假設(shè)2:鐵參與反應(yīng),被氧化生成Fe3+
假設(shè)3:____________。
(3)為了探究假設(shè)1、2,他采取如下操作:
①取0.01 mol·L-1FeCl3溶液2 mL于試管中,加入過量鐵粉;
②取操作①試管的上層清液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍(lán)色沉淀;
③取少量正極附近溶液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液,未見藍(lán)色沉淀生成;
④取少量正極附近溶液加入2滴KSCN溶液,未見溶液變血紅;
據(jù)②、③、④現(xiàn)象得出的結(jié)論是______________。
(4)該實驗原理可應(yīng)用于防護鋼鐵腐蝕,請再舉一例防護鋼鐵腐蝕的措施_________________。
Ⅱ.利用如圖裝置作電解50 mL 0.5 mol·L-1的CuCl2溶液實驗。
實驗記錄:
A.陽極上有黃綠色氣體產(chǎn)生,該氣體使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰埾茸兯{(lán)后褪色(提示:Cl2氧化性大于IO3-);
B.電解一段時間以后,陰極表面除有銅吸附外,還出現(xiàn)了少量氣泡和淺藍(lán)色固體。
(1)分析實驗記錄A中試紙顏色變化,用離子方程式解釋:①________________;②___________。
(2)分析實驗記錄B中淺藍(lán)色固體可能是____(寫化學(xué)式),試分析生成該物質(zhì)的原因______。
【答案】Zn-2e-=Zn2+ 鐵參與反應(yīng),被氧化生成Fe2+和Fe3+ 正極附近溶液不含F(xiàn)e2+和Fe3+ 在鋼鐵表面刷一層油漆(其他合理答案均可) 2I-+Cl2=I2+2Cl- 5Cl2+I(xiàn)2+6H2O=10Cl-+2IO3—+12H+ Cu(OH)2 電解較長時間后,Cu2+濃度下降,H+開始放電,溶液pH增大,Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2沉淀
【解析】
Ⅰ. 該裝置能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)而形成原電池,活潑金屬鋅做負(fù)極,失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子,電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+,鐵做正極,溶液中氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣,電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑;
Ⅱ.該裝置為電解裝置,電解時,氯離子在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,電極反應(yīng)式為2Cl——2e-=Cl2↑,銅離子在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅,電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu。
Ⅰ.(1)該裝置能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)而形成原電池,鋅易失電子而作負(fù)極、鐵作正極,負(fù)極上電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+,故答案為:Zn-2e-=Zn2+;
(2)由題給假設(shè)可知,假設(shè)三為:鐵參與反應(yīng),鐵被氧化生成Fe2+、Fe3+。故答案為:鐵參與反應(yīng),被氧化生成Fe2+、Fe3+;
(3) 亞鐵離子和K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色沉淀,鐵離子和硫氰化鉀溶液反應(yīng)生成血紅色溶液,據(jù)②、③、④現(xiàn)象知,正極附近溶液不含Fe2+、Fe3+,即鐵不參與反應(yīng),故答案為:正極附近溶液不含Fe2+、Fe3+;
(4) 可以采用物理或化學(xué)方法防止金屬被腐蝕,如:在鋼鐵表面刷一層油漆、鍍銅等,故答案為:在鋼鐵表面刷一層油漆、鍍銅(其他合理答案均可);
Ⅱ. (1)由題意可知,氯氣能氧化碘離子生成碘單質(zhì),碘能被氯氣氧化生成碘酸,離子方程式分別為2I-+Cl2=I2+2Cl-、5Cl2+I2+6H2O=10Cl-+2IO3-+12H+,故答案為:2I-+Cl2=I2+2Cl-、5Cl2+I2+6H2O=10Cl-+2IO3-+12H+;
(2)陰極上電極反應(yīng)式為:Cu 2++2e-=Cu,當(dāng)銅離子放電完畢后,氫離子放電,2H++2e-=H2↑,致使該電極附近呈堿性,Cu 2++2OH-=Cu(OH)2↓,故答案為:Cu(OH)2;電解較長時間后,Cu2+濃度下降,H+開始放電,溶液pH增大,Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2。
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【題目】下面是元素周期表的一部分。
ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 | |
一 | A | |||||||
二 | D | J | L | |||||
三 | B | C | E | G |
根據(jù)以上元素在周期表中的位置,用元素符號或化學(xué)式填寫空白。
(1)非金屬性最強的元素是_____________;化學(xué)性質(zhì)最不活潑的是__________;除L外,原子半價最大的是____________;A與D形成的10電子離子是_____________。/span>
(2)按堿性逐漸減弱、酸性逐漸增強的順序,將B、C、D、E四種元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式排列:___________。
(3)B元素與氧形成的既含有離子鍵,又含共價鍵的化合物的電子式為____________。
(4)B、C、G、J四種元素的簡單離子的半徑由大到小的順序為_________________。
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【題目】下列圖示兩個裝置的說法錯誤的是( 。
A.Fe的腐蝕速率,圖Ⅰ>圖Ⅱ
B.圖Ⅱ裝置稱為外加電流陰極保護法
C.圖Ⅰ中C棒上:2H++2e=H2↑
D.圖Ⅱ中Fe表面發(fā)生還原反應(yīng)
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【題目】酸雨的主要成分是H2SO4,以下是形成途徑之一:①NO2+SO2=NO+SO3,②2NO+O2=2NO2,③SO3+H2O=H2SO4,以下敘述錯誤的是
A. NO2由反應(yīng)N2+2O22NO2生成
B. 總反應(yīng)可表示為2SO2+O2+2H2O2H2SO4
C. 還可能發(fā)生的反應(yīng)有4NO2+O2+2H2O=4HNO3
D. 還可能發(fā)生的反應(yīng)有4NO+3O2+2H2O=4HNO3
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【題目】用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染,
(1)傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如圖所示的催化劑循環(huán)實現(xiàn),
其中,反應(yīng)①為:2HCl(g) + CuO(s)H2O(g)+CuCl2(g) △H1
反應(yīng)②生成1molCl2(g)的反應(yīng)熱為△H2,則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___________(反應(yīng)熱用△H1和△H2表示)。
(2)新型RuO2催化劑對上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性,
①實驗測得在一定壓強下,總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的aHCl—T曲線如圖,則總反應(yīng)的△H___0(填“>”、“﹦”或“<”);A、B兩點的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是_______。
②在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大,畫出相應(yīng)aHCl—T曲線的示意圖,并簡要說明理由______________。
③下列措施中有利于提高aHCl的有___________。
A、增大n(HCl) B、增大n(O2)
C、使用更好的催化劑 D、移去H2O
(3)一定條件下測得反應(yīng)過程中n(Cl2)的數(shù)據(jù)如下:
t(min) | 0 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 8.0 |
n(Cl2)/10-3mol | 0 | 1.8 | 3.7 | 5.4 | 7.2 |
計算2.0~6.0min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率______(以mol·min-1為單位,寫出計算過程)。
(4)Cl2用途廣泛,寫出用Cl2制備漂白粉的化學(xué)方程式______________。
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【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組的甲、乙同學(xué)分別設(shè)計了以下實驗來驗證元素周期律。甲同學(xué)取鈉、鎂、鋁各1mol分別投入到足量的鹽酸中,預(yù)測實驗結(jié)果。
(1)甲同學(xué)設(shè)計實驗的目的是__。
(2)利用如圖所示裝置可以驗證非金屬性的變化規(guī)律。
①儀器A的名稱為__,干燥管D的作用是__。
②實驗室中現(xiàn)有藥品:Na2S溶液、KMnO4、濃鹽酸、MnO2,請選擇合適的藥品設(shè)計實驗來驗證氯的非金屬性強于硫。裝置A、B、C中所裝藥品分別為__、__、__,裝置C中的實驗現(xiàn)象為有黃色沉淀生成,相關(guān)反應(yīng)的離子方程式為__。
③若要證明非金屬性:S>C>Si,則A中加__,B中加Na2CO3,C中加__,觀察到C中的現(xiàn)象為___。
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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是
A. 10gNH3含有4NA個電子
B. 0.1mol鐵和0.1mol銅分別與0.1 mol氯氣完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)均為0.2NA
C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L H2O中分子數(shù)為NA 個
D. 1L0.1mol·L-1Na2CO3溶液中含有0.1NA個CO32-
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【題目】將一定量的銅粉加入到100 mL某濃度的稀硝酸中充分反應(yīng)后,容器中剩有m1 g銅粉,此時共收集到NO氣體224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),然后向上述混合物中加入足量稀硫酸至不再反應(yīng)為止,容器剩有銅粉m2 g, 則(m1-m2)為
A.5.76B.2.88C.1.92D.0.28
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【題目】人工腎臟可用電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素[CO(NH2)2],原理如圖,下列有關(guān)說法不正確的是( )
A.B為電源的正極
B.電解結(jié)束后,陰極室溶液的pH與電解前相比將升高
C.電子移動的方向是B→右側(cè)惰性電極,左側(cè)惰性電極→A
D.陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑、CO(NH2)2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl
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