题目内容
【题目】如图所示3套实验装置,分别回答下列问题:
(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后,向插入铁钉的玻璃筒内滴入KSCN溶液呈无色,再滴入氯水即可观察到铁钉附近的溶液变红色,表明铁被_______(填氧化、还原);向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞试液,可观察到碳棒附近的溶液变红,该电极反应为_______________。
(2)装置2中的石墨是_________极(填“正”或“负”),该装置发生的总反应的离子方程式为___________________________________。
(3)装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L-1的NaCl溶液,乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液。反应一段时间后,停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞试液,观察到石墨电极附近首先变红。
①电源的M端为_________极,甲烧杯中铁电极的电极反应为________________;
②乙烧杯中电解反应的离子方程式为___________________________________;
③停止电解,取出Cu电极,洗涤、干燥、称量,电极增重0.64 g,则甲烧杯中产生的气体在标准状况下为____________ mL。
【答案】 氧化 O2+4e-+2H2O==4OH- 正 2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+ 正 Fe-2e-====Fe2+ 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 224
【解析】试题分析:(1)铁发生吸氧腐蚀,铁被氧化生成Fe2+,正极发生还原反应,氧气得到电子被还原生成OH-,电极方程式为O2+4e-+2H2O-═4OH-,故答案为:氧化;O2+4e-+2H2O-═4OH-;
(2)形成原电池,Fe失电子作负极,石墨是正极,铜在负极失电子,Fe3+在正极得电子,发生2Fe3++ Cu = 2Fe2++ Cu2+,故答案为:正;2Fe3++ Cu = 2Fe2++ Cu2+;
(3)向甲烧杯中滴入几滴酚酞,观察到右边石墨电极附近首先变红,说明甲中右边电极生成OH-,应为电解池的阴极,则M为电源的正极,N为电源的负极,甲为电解食盐水装置,乙为电解硫酸铜装置,则
①M为电源的正极,甲为电解食盐水装置,甲烧杯中铁电极为阳极,电极反应为Fe - 2e-="=" Fe2+,故答案为:正;Fe - 2e-= Fe2+;
②乙为电解硫酸铜溶液,阳极生成氧气,阴极生成铜,电解的方程式为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+;
③取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g,则生成Cu的物质的量为=0.01mol,转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol,
甲烧杯中,阳极铁被氧化,阴极产生气体为氢气,
2H2O+2e-═2OH-+H2↑,
2mol 22.4L
0.02mol V
V==0.224L=224mL,故答案为:224
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【题目】硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
Ⅰ.[查阅资料]
(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水。其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。
(4)硫代硫酸钠与碘反应的离子方程式为:2S2O32-+I2=S4O62-+2I-
Ⅱ.[制备产品]实验装置如图所示(省略夹持装置)
实验步骤:
(1)按如图所示组装好装置后,应先_______________(填操作名称),再按图示加入试剂。仪器B和D的作用是____________________________;E中的试剂是__________(选填下列字母编号)。
A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向烧瓶C中加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向烧瓶A中滴加浓H2SO4。C中反应生成Na2S2O3和CO2,化学方程式为______________________。
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合液,滤液经蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
Ⅲ.[探究与反思]
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择):
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,____________,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(2)用I2的标准溶液测定产品的纯度
取10.0g产品,配制成100mL溶液,配制溶液的蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除__________及二氧化碳。取10.00mL溶液。以________溶液为指示剂,用浓度为0.10mol/LI2的标准溶波进行滴定,相关数据记录如下表所示。
编号 | 1 | 2 | 3 |
溶液的体积/mL | 10.00 | 10.00 | 10.00 |
消耗I2标准溶液的体积/mL | 19.95 | 17.10 | 20.05 |
滴定时,达到滴定终点的现象是___________________________________________。Na2S2O3·5H2O在产品中的质量分数是_______________(用百分数表示,且保留1位小数)。