题目内容
【题目】回答下列有关问题。
(1)某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解),且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1mol/L。
阳离子 | K+ | Cu2+ | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ |
阴离子 | Cl- | CO32— | NO3— | SO42— | SiO32— |
某同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:
Ⅰ.用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。
Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液无明显变化。
Ⅲ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变。
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
请推断:原溶液中所含阳离子是___________________,阴离子是_____________________。
(2)光伏发电是当今世界利用太阳能最主要方式之一。图1为光伏并网发电装置,图2为电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。
图1 图2
①图1中N型半导体为____________(填“正极”或“负极”)
②该系统工作时,A极的电极反应式为___________________________________________。
③若A极产生7.00gN2,则此时B极产生_____________LH2(标准状况下)。
【答案】Fe2+、Cu2+Cl-、NO3—、SO42—负极CO(NH2)2+8OH--6e-═CO32—+N2↑+6H2O16.8
【解析】
(1)Ⅰ.用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察),说明没有K+;Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液无明显变化,说明没有Fe3+;Ⅲ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变,说明 Fe2+与NO3-和H+反应生成NO,即溶液中有Fe2+、NO3-,加盐酸溶液中阴离子种类不变,说明原溶液中有Cl-,加盐酸溶液依然澄清,说明没有SiO32-;Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明有SO42-;由以上推断可知溶液中阴离子为 Cl-、NO3-、SO42-,且各为0.1mol/L;已经推断出的阳离子是Fe2+,其浓度为0.1mol/L,由电荷守恒可知溶液中还有一种+2价阳离子,所以还有Cu2+,所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是:Fe2+、Cu2+;阴离子是:Cl-、NO3-、SO42-,故答案为:Fe2+、Cu2+;Cl-、NO3-、SO42-;
(2)①该电池反应时中,氮元素化合价由-3价变为0价,H元素化合价由+1价变为0价,则氮元素被氧化,氢元素被还原,所以生成氮气的电极A是阳极,生成氢气的电极B是阴极,则图1中N型半导体为负极,P型半导体为正极,故答案为:负极;
②A极为阳极,电极反应式为:CO(NH2)2+80H--6e-═CO32-+N2↑+6H2O,故答案为:CO(NH2)2+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O;
③A极为阳极,电极反应式为:CO(NH2)2+80H--6e-═CO32-+N2↑+6H2O,若A极产生7.00g N2,即0.25molN2,则转移电子是1.5mol,此时B极产生氢气,B电极反应为:2H2O+2e-═H2↑+2OH-,转移1.5mol电子,产生氢气的体积是×22.4L/mol=16.8L,故答案为:16.8。
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【题目】用如图装置研究电化学原理,下列分析中错误的是
选项 | 连接 | 电极材料 | 分析 | |
a | b | |||
A | K1K2 | 石墨 | 铁 | 模拟铁的吸氧腐蚀 |
B | K1K2 | 锌 | 铁 | 模拟钢铁防护中牺牲阳极的阴极保护法 |
C | K1K3 | 石墨 | 铁 | 模拟电解饱和食盐水 |
D | K1K3 | 铁 | 石墨 | 模拟钢铁防护中外加电流的阴极保护法 |
A. A B. B C. C D. D
【题目】SO2是一种重要的氧化物,可用于生产三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐、硫代硫酸盐,也可用作熏蒸剂、防腐剂、消毒剂、还原剂等。
(1)SO2性质多变,若将SO2气体通入氢硫酸中,能看到的现象为:__________,该反应中SO2表现出______性;若将SO2气体通入酸性高锰酸钾溶液中,离子反应方程式为_________,该反应中SO2表现出__________性。
(2)SO2有毒,且能形成酸雨,是大气主要污染物之一。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收原理:①SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O②2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O碱法的吸收原理:将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中,请写出对应的化学反应方程式__________;
已知:
试剂 | Ca(OH)2 | NaOH |
价格(元/kg) | 0.36 | 2.9 |
余石灰-石膏法相比,碱法的优点是吸收快、效率高,缺点是__________;
(3)在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计了双碱法,能实现物料循环利用。
上述方法中,实现循环利用的物质是__________,请用化学方程式表示在Na2SO3溶液中加入CaO后的反应原理__________。