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17.A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子为Na+、Ag+、NO${\;}_{3}^{-}$、SO42-、Cl-,在如图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液,电极均为石墨电极.接通电源,经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8克.常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示.据此回答下列问题:

(1)M为电源的负极(填写“正”或“负”),甲、乙两个烧杯中的电解质分别为NaCl、AgNO3(填写化学式).
(2)计算电极f上生成的气体在标准状况下体积为0.56L.
(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式:4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O2↑+4HNO3
(4)若电解后甲溶液的体积为10L,则该溶液的pH为12.

分析 根据乙中C电极质量增加了10.8克,说明c电极是阴极,连接c电极的电源M电极为负极;c电极上质量增加,析出金属单质,所以乙装置中含有银离子,又电解乙装置中电解质溶液,溶液的pH值减小,所以阳极上析出氢氧根离子,结合离子的共存可知乙电解质溶液是AgNO3溶液;电解时,甲装置中溶液的pH值增大,说明阴极上氢离子放电,阳极上放电能力比氢氧根离子强的离子放电,甲装置电解质溶液是NaCl溶液,则丙为硫酸钠溶液,结合电极方程式解答该题.

解答 解:根据乙中C电极质量增加了10.8克,说明c电极是阴极,连接c电极的电源M电极为负极;c电极上质量增加,析出金属单质,所以乙装置中含有银离子,又电解乙装置中电解质溶液,溶液的pH值减小,所以阳极上析出氢氧根离子,结合离子的共存可知乙电解质溶液是AgNO3溶液;电解时,甲装置中溶液的pH值增大,说明阴极上氢离子放电,阳极上放电能力比氢氧根离子强的离子放电,甲装置电解质溶液是NaCl溶液,则丙为硫酸钠溶液,
(1)由以上分析可知M为负极,甲为氯化钠溶液,乙为硝酸银溶液,故答案为:负;NaCl;AgNO3
(2)乙烧杯中c电极发生Ag+e-=Ag,质量增加了10.8克,则n(Ag)=$\frac{10.8g}{108g/mol}$=0.1mol,可知转移电子0.1mol,电极f为阳极,发生4OH--4e-=2H2O+O2,可知生成0.025mol阳极,体积为0.025mol×22.4L/mol=0.56L,
故答案为:0.56L;
(3)乙烧杯中阳极上氢氧根离子放电、阴极上银离子放电,所以电池反应式为4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O2↑+4HNO3,故答案为:4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O2↑+4HNO3
(4)电解甲溶液的电极反应式为:2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑,当转移电子0.1mol,生成氢氧化钠的物质的量是0.1mol,所以氢氧化钠的浓度是:$\frac{0.1mol}{10L}$=0.01mol/L,所以溶液的pH=12,故答案为:12.

点评 本题考查了电解原理,为高频考点,侧重于学生的分析、计算能力的考查,明确离子放电顺序是解本题关键,会根据电解过程中pH变化确定电解质,再结合转移电子守恒进行计算,题目难度不大.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.下列有关化学键的叙述,正确的是(  )
A.离子化合物中一定含有离子键
B.常温呈气态的单质分子中均存在共价键
C.含有极性键的分子一定是极性分子
D.含有共价键的化合物一定是共价化合物

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.FeCl3 具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3 高效,且腐蚀性小.请回答下列问题:
(1)FeCl3 净水的原理是Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质.FeCl3 溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是2Fe3++Fe=3Fe2+(用离子方程式表示).
(2)为节约成本,工业上用NaClO3 氧化酸性FeCl2 废液得到FeCl3
①若酸性FeCl2 废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol•L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol•L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol•L-1,则该溶液的pH约为2.
②完成NaClO3 氧化FeCl2 的离子方程式:ClO3-+Fe2++=Cl-+Fe3++
(3)FeCl3 在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O Fe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH)2++H+ K2
Fe(OH)++H2OFe(OH)3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是K1>K2>K3
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氧化铁,离子方程式为:xFe3++yH2O?Fex(OH)y(3x-y)++yH+
欲使平衡正向移动可采用的方法是bd(填序号).
a.降温  b.加水稀释 c.加入NH4Cl   d.加入NHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是调节溶液的pH.
(4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如图所示.由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg•L-1)表示]的最佳范围约为18~20mg•L-1

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.海水是巨大的化学资源宝库.
Ⅰ.从海水中可以提取氯、溴、碘等卤族元素.
(1)HC1的稳定性比HBr强(填写“强”或“弱”).
(2)己知:X2(g)+H2(g)?2HX(g)(X2表示Cl2、Br2和I2). 如图1表示平衡常数K与温度t的关系.
①△H表示X2与H2反应的焓变,△H<0.(填“>”、”<”或”=”)
②曲线a表示的是l2(填“Cl2”、“Br2”或“l2”)与H2反应时K与t的关系.
Ⅱ.海水淡化具有广泛的应用前景,淡化前需对海水进行预处理.
(1)通常用明矾[K2S04-Al2(S043•24H20]作混凝剂,降低浊度.明矾水解的离子方程式是Al3++3H2O?Al(OH)3(胶体)+3H+
(2)用图2所示NaCl0的发生装置对海水进行消毒和灭藻处理.
①装置中由NaCl转化为NaCl0的化学方程式是2NaCl+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑;2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O.
②海水中含有Ca2+、Mg2+、HC03-等杂质离子,处理过程中装置的阴极易产生水垢,其主要成分是Mg(OH)2和CaC03.生成CaC03 的离子方程式是Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O.
③若每隔5-10min倒换一次电极电性,可有效解决阴极的结垢问题.试用电极反应式并结合必要的文字进行解释阴极结垢后倒换电极电性,阴极变为阳极,其电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,产生的氯气与水发生反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,使该电极附近溶液呈酸性,从而将Mg(OH)2和CaCO3溶解而达到除垢的目的.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.设NA代表阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是(  )
A.电解精炼铜时,若阳极质量减少6.4 g,则电路中转移电子数为0.2NA
B.标准状况下,44.8 L NO与22.4 L O2混合后气体中分子总数等于2NA
C.NO2和H2O反应每生成2 mol HNO3时转移的电子数目为2NA
D.1 mol Fe在氧气中充分燃烧失去3NA个电子

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

2.资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物.某同学通过如下实验探究反应原理并验证产物.
实验Ⅰ:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液的浅红色加深.
(1)该同学对反应中产生的白色不溶物作出如下猜测:
猜测1:白色不溶物可能为Mg(OH)2
猜测2:白色不溶物可能为MgCO3
猜测3:白色不溶物可能为碱式碳酸镁[yMg(OH)2•xMgCO3].
(2)为了确定产物,进行以下定性实验:
实验序号实验实验现象结论
实验Ⅱ将实验Ⅰ中收集到的气体点燃安静燃烧,火焰呈淡蓝色气体成分为氢气
实验Ⅲ将实验Ⅰ中的白色不溶物滤出、洗涤,取少量加入足量稀盐酸产生气泡沉淀全部溶解白色不溶物中含有MgCO3
实验Ⅳ取实验Ⅲ中的滤液,向其中加入适量CaCl2或BaCl2稀溶液产生白色沉淀,溶液红色变浅溶液中存在CO${\;}_{3}^{2-}$
(3)为进一步确定实验Ⅰ的白色不溶物的成分,进行以下定量实验,装置如图所示:

称取干燥、纯净的白色不溶物4.52g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中.实验后装置A增重0.36g,装置B增重1.76g.
装置C的作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入装置B中,影响实验结果;白色不溶物的化学式为Mg(OH)2(CO32或2MgCO3•Mg(OH)2
(4)写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式:3Mg+4NaHCO3+2H2O=Mg(OH)2•2MgCO3↓+2Na2CO3+3H2↑.

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

9.由H2、C2H2、C2H4组成的1L混合气体在一定条件下发生加成反应,反应后气体总体积变成xL(气体体积均在标准状况下测定),请回答:
(1)当反应后三种气体均无剩余时,x的取值范围是多少?若x=0.4时,原混合气体H2、C2H2、C2H4的体积比是多少?
(2)当x=0.6且反应后混合气体密度为0.714g/L时,原混合气体H2、C2H2、C2H4的体积比是多少?

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

6.工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,除了含有大量硫酸外,还含有少量${NH}_{4}^{+}$、Fe3+、${AsO}_{4}^{3-}$、Cl-.为除去杂质离子,部分操作流程如图:

请回答问题:
(1)用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,硫酸的密度为4.9g•L-1,则该溶液中的pH约为1.
(2)${NH}_{4}^{+}$在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH42SO4和NH4Cl形式存在.现有一份(NH42SO4溶液,一份NH4Cl溶液,(NH42SO4溶液中c(${NH}_{4}^{+}$)恰好是NH4Cl溶液中c(${NH}_{4}^{+}$)的2倍,则c[(NH42SO4]<c(NH4Cl)(填:<、=或>).
(3)随着向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化),溶液中$\frac{c({NH}_{3}•{H}_{2}O)}{c({OH}^{-})}$减小(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)投入生石灰调节pH到2~3时,大量沉淀主要成分为CaSO4•2H2O[含有少量Fe(OH)3],提纯CaSO4•2H2O的主要操作步骤:向沉淀中加入过量稀硫酸,充分反应后,过滤、洗涤、晾干或干燥.
(5)25℃,H3AsO4电离常数为K1=5.6×10-3,K2=1.7×10-7,K3=4.0×10-12.当溶液中pH调节到8~9时,沉淀主要成分为Ca3(AsO42
①pH调节到8左右Ca3(AsO42才开始沉淀的原因是H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右,c(AsO43-)增大,Ca3(AsO42开始沉淀.
②Na3AsO4第一步水解的平衡常数数值为:2.5×10-3
③已知:${AsO}_{4}^{3-}$+2I-+2H+═${AsO}_{3}^{3-}$+I2+H2O,SO2+I2+2H2O═${SO}_{4}^{2-}$+2I-+4H+.上述两个反应中还原性最强的微粒是SO2

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.肉桂酸甲酯是调制草莓、葡萄、櫻桃、香子兰等香味的食用香精,在医药工业中作为有机合成的中间体.合成肉桂酸甲酯的工业流程如图所示:

已知:I.醛与醛能发生反应,原理如下:

Ⅱ.烃A在标准状况下的密度为1.25g•L-1
请回答:
(1)化合物E的名称为苯甲醇.
(2)合成肉桂駿甲酯的工业流程中属于取代反应的有3个,G中所含的官能团有醛基、羟基(写名称).
(3)G→H的反应化学方程式为$→_{△}^{硫酸}$+H2O.
(4)写出反应B-C的化学方程式:2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O.H→I的反应不能(填“能”或“不能”)改用酸性高猛酸钾溶液,简述理由:氧化醛基的同时氧化了碳碳双键.
(5)符合下列条件的I的伺分异构伊共有5 种.
A.能发生水解反应
B.与银氨溶液作用出现光亮的银镜
C.能与溴发生加成反应.

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