题目内容
【题目】如图是一个化学过程的示意图,回答下列问题:
(1)甲池是___________装置,电极B的名称是___________。
(2)甲装置中通入C3H8的电极反应____________,丙装置中D极的产物是___________(写化学式)。
(3)一段时间,当乙池中产生112 mL(标准状况下)气体时,均匀搅拌丙池,所得溶液在25℃时的pH=__________。(已知:NaCl溶液足量,电解后溶液体积为200 mL)。
(4)若要使乙池恢复电解前的状态,应向乙池中加入__________(写物质化学式)。
【答案】原电池 阴极 C3H8+26OH--20e-=3CO32-+17H2O H2、NaOH 13 Ag2O
【解析】
(1)甲池为丙烷、氧气形成的燃料电池;乙池中电极B与原电池的负极连接,作电解池的阴极;
(2)C3H8在负极上失电子,碱性条件下生成碳酸根;丙装置中D极连接电源的负极,为阴极;
(3)电解AgNO3溶液,总反应方程式为:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3,根据n=
计算O2的物质的量,根据同一闭合回路中电子转移的物质的量相等,在丙池中:阴极上氢离子放电,阳极上氯离子放电,根据电子转移数目相等计算氢氧化钠的物质的量,利用c=
计算氢氧化钠的物质的量浓度,从而得出溶液的pH;
(4)根据电解的产物分析,根据“析出什么元素加入什么元素”的原则确定使乙池恢复电解前的状态加入的物质。
根据装置图可知甲池为原电池,通入燃料丙烷的电极为负极,通入O2的电极为正极,乙池、丙池与原电池连接,属于电解池,其中乙池中A电极为阳极,B电极为阴极,丙池中C电极为阳极,D电极为阴极。
(1)甲池为原电池,是化学能转化为电能的装置,乙池为电解池,其中B电极连接电源的负极,作阴极;
(2)燃料C3H8在负极上失电子,碱性条件下反应生成CO32-,所以甲装置中通入C3H8的电极反应式为:C3H8+26OH--20e-=3CO32-+17H2O。丙装置中C电极为阳极,溶液中Cl-失去电子变为Cl2;D极为阴极,电极上水电离产生的H+放电生成H2,溶液中有OH-,所以D电极的产物是H2和NaOH;
(3)乙装置中A(石墨)电极为阳极,发生反应:4OH- -4e-=2H2O+O2↑,B(Ag)的电极为银离子得电子,其电极反应式为:Ag++e-=Ag。n(O2)==0.005 mol,根据电极反应式可知:每反应产生1 molO2,转移4 mol电子,则反应产生0.005 mol电子时,转移电子的物质的量n(e-)=4n(O2)=0.02 mol。丙池电解反应方程式为:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,根据方程式可知:每反应转移2 mol电子,反应产生2 mol NaOH,由于在同一闭合回路中电子转移数目相等,所以转移0.02 mol电子时,丙池反应产生NaOH的物质的量n(NaOH)= n(e-)=0.02 mol,NaCl溶液足量,电解后溶液体积为200 mL,所以反应后c(NaOH)=
=0.1 mol/L,c(H+)=
mol/L=10-13 mol/L,所以溶液pH=13;
(4)对于乙池,总反应方程式为:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3,由于电解生成Ag和O2从溶液中分离出去,所以要使乙池恢复电解前的状态,应向乙池中加入二者的化合物,即加入Ag2O。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。
实验一 制取氯酸钾和氯水
利用如图所示的实验装置进行实验。
(1)制取实验结束后,取出B中试管冷却结晶,过滤,洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有______。
(2)若对调B和C装置的位置,_____(填“可能”或“不可能”)提高B中氯酸钾的产率。
实验二 氯酸钾与碘化钾反应的研究
(3)在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响,其中系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行):
试管编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
0.20molL-1KI/mL | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
KClO3(s)/g | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 |
6.0molL-1H2SO4/mL | 0 | 3.0 | 6.0 | 9.0 |
蒸馏水/mL | 9.0 | 6.0 | 3.0 | 0 |
实验现象 |
①系列a实验的实验目的是______。
②设计1号试管实验的作用是______。
③若2号试管实验现象是溶液变为黄色,取少量该溶液加入______溶液显蓝色。
实验三 测定饱和氯水中氯元素的总量
(4)根据下列资料,为该小组设计一个简单可行的实验方案(不必描述操作过程的细节):_____。
资料:①次氯酸会破坏酸碱指示剂;
②次氯酸或氯水可被SO2、H2O2和FeCl2等物质还原成Cl-。