近年来,为提高能源利用率,西方提出共生理念——为提高经济效益,人类生产活动尽可能多功能化.共生工程将会大大促进化学工业的发展.
(1)由于共生工程的应用,利用发电厂产生的SO2制成自发电池,其电池反应方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,该电池电动势为1.06V.实际过程中,将SO2通入电池的 极(填“正”或“负”),负极反应式为 .用这种方法处理SO2废气的优点是 .
(2)以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质.合成路线如下:
①生产中,向反应Ⅱ中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是 .
②下列有关说法正确的是 .
A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙 |
B.反应Ⅲ中发生反应的化学方程式为CaSO4+4CCaS+4CO↑ |
C.反应Ⅳ需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解 |
D.反应Ⅴ中的副产物氯化铵可用作氮肥 |
(共15分)
(1) 负(2分) SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ (2分)
利用上述电池,可回收大量有效能,副产品为H2SO4,减少环境污染,实现(能质)共生。(2分)
(2)①防止亚硫酸铵被氧化(1分) ②ABCD(4分)
③K2SO4在有机溶剂乙二醇中溶解度小,能充分析出(2分)
④4(NH4)2SO3+2NO2=4(NH4)2SO4+N2(2分)
解析试题分析:
(1)原电池负极发生氧化反应,正极发生还原反应,依据元素化合价变化可知,二氧化硫中硫元素化合价升高,失电子发生氧化反应。因此应将SO2通入电池的负极,电极反应为:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+;此方法的优点是污染小,生成产物可以循环利用,可以回收有效能;
(2)①向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,防止亚硫酸根被氧化,以更好的得到亚硫酸铵晶体;
②A、依据流程图结合反应生成物分析,过量的空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙,正确;
B、依据流程图中的反应物和生成物,结合元素化合价变化分析,正确;
C、防止碳酸氢铵在温度过高时分解得不到需要的目标产物,正确;
D、氯化铵是一种氮肥,正确;
③硫酸钾在40%的乙二醇溶液中溶解度比在水中的小,有利于析出;
④二氧化氮具有强氧化性能氧化亚硫酸铵,生成硫酸铵,本身被还原为氮气,原子守恒配平书写出的化学方程式为:4(NH4)2SO3+2NO2=4(NH4)2SO4+N2;
考点:考查了二氧化硫的污染及治理,原电池和电解池的工作原理,物质的制备流程分析,反应产物判断,反应条件的选择和原因等相关知识,培养学生仔细审读题意的能力。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。
(1)除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO42-离子,加入下列沉淀剂的顺序是(填序号)_____。
A.Na2CO3 B.NaOH C.BaCl2
(2)将滤液的pH调至酸性除去的离子是________。
(3)下图表示电解饱和NaCl溶液的装置,X、Y是石墨棒。实验开始时,在两边同时各滴入几滴酚酞溶液,请回答以下问题:X极上的电极反应式是________,在X极附近观察到的现象是________,电解NaCl溶液的离子方程式是_________。
(4)若向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰,则可获得一种可以循环使用的气体,其化学式是________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。
请回答:
I.用图1所示装置进行第一组实验。
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu做电极的是 (填字母序号)。
A.铝 | B.石墨 | C.银 | D.铂 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂,在实验室和医疗上有非常广泛的应用。以下是工业上用软锰矿(主要含MnO2)制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程:
(1)操作Ⅱ的名称是_______,实验室进行该操作须用到的玻璃仪器有 ;
(2)反应②的产物中,氧化产物与还原产物的物质的 量之比是______;
(3)反应②中“酸化”时不能选择下列酸中的______(填字母序号)
a.稀盐酸 b.稀硫酸 c.稀醋酸
(4)电解锰酸钾溶液也可以制备高锰酸钾,其阴极反应式为:2H2O + 2e- = 2OH- + H2↑,如图,b为电源的_______极,电解池的阳极反应式是_______;若电解过程中收集到2.24 L H2(标准状况),则得到高锰酸钾______g。(提示:阴离子放电顺序MnO42->OH-)
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某同学设计了如下图所示的装置进行电化学实验,请你根据装置图回答相关问题:
(1)C池属于什么装置 。
(2)电极②上发生电极反应式为 ;B池中发生的总反应方程式为 。
(3)反应进行一段时间后,A、B、C三池中电解质溶液浓度基本不变的是________。
(4)当电路上有0.2 mol电子流过时,电极④上质量变化______g, 电极⑥上质量变化______g。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
I.铝的阳极氧化能使铝的表面生成一层特别致密的氧化膜,该氧化膜不溶于稀硫酸,模拟该生产过程如下:
(1)把铝片浸入热的16%NaOH溶液中约半分钟左右洗去油污,除去表面的氧化膜,取出用水冲洗。写出除去氧化膜有关反应的离子方程式____________
(2)如图,组装好仪器,通电约25min。在阳极生成氧化铝,阴极产生气体。则该过程中阳极发生反应的电极式为______;该溶液pH的变化______(填:“增大”或“减小”或“不变”)
II现代社会对电池的需求越来越大,尤其足可充电的二次电池。
髙铁电池是一种新型可充电电池,总反应为:3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,该电池放电时正极材料的化学式是 其电极反应式是______,若电路中通过1.204×1023个电子时,负极质量变化为______g充电时,该电池的正极接直流电源的______(填“正极”或“负极”)。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
科学地补充碘可防止碘缺乏病。
(1)上图为海带制碘的流程图。步骤③的实验操作中用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒之外还有 ;当步骤④反应中转移0.2mol电子时生成碘的质量:
(2)碘酸钾(KIO3)是食盐的加碘剂。KIO3在酸性介质中能与H2O2或I-作用均生成单质碘。
请回答下列问题:
①以碘为原料,通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。电解前,将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液,溶解是发生反应为:3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区,另将氢氧化钾溶液加入阴极区。电解时,阳极反应: I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O,当外电路上通过3mol电子时(碘离子被完全消耗),溶液中的IO3-的物质的量是 ;阴极上产生的气体在标准状况下的体积: 。
②电解过程中,需通过检验阳极电解液中是否有I-存在以确定电解是否完成。请设计判断电解是否完成的实验方案,并填人下表。仪器不限,可选的试剂:淀粉溶液、H2O2溶液、稀硫酸。
实验操作 | 实验现象及结论 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(1)现有如下两个反应:
(A)NaOH + HCl =" NaCl" + H2O (B)2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2
①根据两反应本质和特点,判断(A)和(B)分别能否设计成原电池 ;
②如果不能,说明其原因 。
(2)选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,电池的总反应为:Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu,分别写出电池两极的电极反应式,正极 ,负极 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
重铬酸钾又名红矾钾,是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料,采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)。制备装置如下图所示(阳离子交换膜只允许阳离子透过):
制备原理:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)通电后阳极室产生的现象为 ,其电极反应式是 。
(2)该制备过程总反应的离子方程式可表示为4CrO42-+4H2O="2" Cr2O72- + 4OH- +2H2↑+O2↑,若实验开始时在右室中加入38.8g K2CrO4,t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3:2,则溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为 ;此时电路中转移电子的物质的量为 。
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