【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)。化工生產(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,cOH)降低的區(qū)域在_______________________(填陰極室陽(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)cNa2FeO4)隨初始cNaOH)的變化如圖2,分析M點(diǎn)cNa2FeO4)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Na2FeO4H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低 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Na2FeO4H2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Na2FeO4H2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
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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________。

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A.溶液中:

B.當(dāng)溶液時(shí),溶液總體積大于40mL

C.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

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(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))AG-F-I,B__________

(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_______________________________________。

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【題目】電解裝置如圖所示:

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

.(1)若用此裝置進(jìn)行鐵上鍍銅則c__________(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(chēng)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.

.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)。

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①C的生成速率與C的消耗速率相等

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

③AB、C的濃度不再變化

④C的物質(zhì)的量不再變化

混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化

混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化

單位時(shí)間消耗a mol A,同時(shí)生成3a mol B

⑧AB、C的分子數(shù)之比為1∶3∶2

A. ②⑧B. ④⑦C. ①③D. ⑤⑥

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【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(xiàn)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

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(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。

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