(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
①图中用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为____________________。
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为________ mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为提高甲醇燃料的利用率,科学家发明了一种燃料电池,电池的一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体,在高温下它能传导O2-。电池工作时正极反应式为___________________。
若以该电池为电源,用石墨作电极电解100 mL含有以下离子的溶液。
离子 | Cu2+ | H+ | Cl- | SO |
c/mol·L-1 | 1 | 4 | 4 | 1 |
电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象),阳极上收集到氧气的物质的量为________ mol。
答案 (1)①Cl--5e-+2H2O===ClO2↑+4H+
②0.01 在阴极发生2H++2e-===H2↑,H+浓度减小,使H2OH++OH-的平衡向右移动,OH-浓度增大,pH增大
(2)O2+4e-===2O2- 0.1
解析 (1)①阳极失去电子发生氧化反应。②水电离产生的H+在阴极上放电产生氢气,转移电子的物质的量n(e-)=2n(H2)=2×(0.112 L÷22.4 L·mol-1)=0.01 mol,则在内电路中移动的电荷为0.01 mol,每个Na+带一个单位的正电荷,则通过的Na+为0.01 mol。(2)电池工作时,正极上O2得电子发生还原反应生成O2-。结合离子浓度可知电解过程可分为三个阶段:先是电解CuCl2、然后电解HCl、最后电解水,由此可见阴极首先析出0.1 mol Cu(同时阳极析出0.1 mol Cl2),然后析出氢气;阳极上先是析出 0.2 mol Cl2(此时阴极已析出0.1 mol H2),再析出氧气,设阳极析出 x mol O2时两极析出气体体积相等,由题意可得:0.2+x=0.1+2x,解得x=0.1。
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下列各组物质的晶体中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是( )
A.SO2和SiO2 B.CO2和H2O
C.NaCl和HCl D.CCl4和KCl
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判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)所有金属纯度越大,越不易被腐蚀( )
(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样( )
(3)干燥环境下金属不被腐蚀( )
(4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物( )
(5)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+( )
(6)在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护作用( )
(7)外加电流的阴极保护法,构成了电解池;牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀( )
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有关金属的腐蚀与防护的叙述正确的是( )
A.金属的化学腐蚀比电化学腐蚀普遍
B.上图装置的原理是“牺牲阳极的阴极保护法”
C.金属腐蚀的本质是M-ne-===Mn+而被损耗
D.用铝质铆钉来接铁板,铁板易被腐蚀
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用如图装置电解硫酸钾溶液制取氢气,氧气,硫酸和氢氧化钾。从开始通电时,收集B和C逸出的气体。1 min后测得B口的气体体积为C口处的一半,下列说法不正确的是( )
A.电源左侧为正极
B.电解槽左侧的电极反应方程式为2H2O-4e-===O2+4H+
C.D口导出的溶液为KOH溶液,且浓度比刚加入电解槽右侧时的浓度大
D.在标准状况下,若1 min后从C口处收集到的气体比B口处收集到的气体多2.24 L,则有0.1NA个SO通过阴离子膜
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X和Y属短周期元素,X原子的最外层电子数是次外层电子数的一半,Y位于X的前一周期,且最外层只有一个电子,下列的说法正确的是
A.X可能是第二周期非金属元素 B. X可能是第三周期金属元素
C.Y可能与X同主族 D.Y一定是金属元素
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要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+进行如下实验操作时,最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A.①③ B.③② C.③① D.①②③
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某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂,并回收铜。探究过程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤①中先加入热的Na2CO3溶液除油污,操作甲的名称是________。
(2)步骤②中,除发生反应Fe+2HCl===FeCl2+H2↑外,其他可能反应的离子方程式为________________。
(3)溶液C的颜色是________,溶液D中可能含有的金属阳离子有________。
(4)可以验证溶液B中是否含有Fe2+的一种试剂是______(填字母)。
a.稀硫酸 b.铁 c.硫氰化钾 d.酸性高锰酸钾溶液
(5)操作乙的名称是________,步骤⑤产生金属铜的化学方程式为_____________________。
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