Question

【题目】某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4．考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）

（1）C→Al的制备方法称为电解法，请写出阳极反应方程式_____________________．

（2）该小组探究反应②发生的条件．D与浓盐酸混合，不加热无变化；加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2．由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）_____。

A．温度 B．溶液的pH值 C．Cl-和-的浓度

（3）固体D是碱性锌锰电池的正极，请写出该电池的负极反应方程式_____________ 。

（4）0.2molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成CO和TiCl4（熔点-25℃,沸点136．4℃）放热8.56kJ，该反应的热化学方程式为______________________________________．

Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用

（5）用惰性电极电解时，能从浆液中分离出来的原因是_________________，

分离后得到的含铬元素的粒子有﹣和﹣，原因是__________________________(用离子反应方程式表示)，阴极室生成的物质为_____________（写化学式）；

Answer 1

【答案】2O2--4e-=O2 AB Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2 2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）=TiCl4（l）+2CO（g）△H=﹣85.6kJmol﹣1 在直流电场作用下通过阴离子交换膜向阳极室移动，从而脱离浆液； 2+2H++H2O； NaOH和H2

【解析】

（1）固体混合物含有Al（OH）3、MnO2，加入NaOH溶液，过滤，可得到滤液A为NaAlO2，通入二氧化碳，生成B为Al（OH）3，固体C为Al2O3，电解熔融的氧化铝可得到Al；固体D为MnO2，加热条件下与浓盐酸反应可生成氯气；

（2）题中涉及因素有温度和浓度；

（3）固体D为MnO2，是碱性锌锰电池的正极，该电池的负极是锌失电子发生氧化反应，反应方程式Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2 ；

（4）0.2molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成CO和TiCl4（熔点-25℃,沸点136．4℃）放热8.56kJ，则2mol氯气反应放出的热量为2÷0.2×8.56kJ=85.6kJ，由质量守恒可知还原性气体为CO，反应的化学方程式为2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g），以此可计算反应热并写出热化学方程式；

Ⅱ．（5）电解时，CrO42－通过阴离子交换膜向阳极移动，阴极发生还原反应生成氢气和NaOH，由此解答。

Ⅰ．（1）C→Al的制备方法称为电解法，固体C为Al2O3，电解熔融的氧化铝可得到Al，阳极反应方程式2O2--4e-=O2；

（2）反应涉及的条件为加热，加热下可反应，另外加热硫酸，氢离子浓度变化，可知影响的因素为温度和氢离子浓度，故选：AB；

（3）固体D为MnO2，是碱性锌锰电池的正极，该电池的负极是锌失电子发生氧化反应，反应方程式Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2 ；

（4）0.2molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成CO和TiCl4（熔点-25℃,沸点136．4℃）放热8.56kJ，则2mol氯气反应放出的热量为2÷0.2×8.56kJ=85.6kJ，所以热化学方程式为2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g）△H=-85.6kJ·mol－1；

Ⅱ．（5）电解时，CrO42－通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆液中分离出来，因存在2CrO42－+2H＋Cr2O72－+H2O，则分离后含铬元素的粒子是CrO42－、Cr2O72－，阴极发生还原反应生成氢气和NaOH。