题目内容
【题目】原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献。
(1)现有如下两个反应:A.NaOH+HCl===NaCl+H2O;B.Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。
判断能否设计成原电池A__________,B__________(填“能”或“不能”)。
(2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
①下列说法正确的是__________。
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B.乙中铜片上没有明显变化
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D.两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲__________乙(填“>”、“<”或“=”)。
③请写出图中构成原电池的负极电极反应式: ____________。
④当乙中产生1.12 L(标准状况)气体时,将锌、铜片取出,再将烧杯中的溶液稀释至1 L,测得溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1(设反应前后溶液体积不变)。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为__________。
【答案】 不能 能 BD > Zn-2e-===Zn2+ 1 mol·L-1
【解析】(1)原电池中发生的是自发的氧化还原反应,A.为酸碱中和,是非氧化还原反应,故不能设计成原电池;B.是置换反应,是氧化还原反应,能设计成原电池;
(2)①甲装置是原电池,发生电化学腐蚀,乙装置发生化学腐蚀;A.甲是化学能转变为电能的装置,乙不是,故A错误;B.乙装置中铜片不反应,也没构成原电池的正极,所以铜片上没有明显变化,故B正确;C.甲、乙中锌片质量都减少,故C错误;D.两个烧杯中都产生氢气,氢离子浓度都降低,所以溶液的pH均增大,故D正确;故选BD;
②原电池原理引起的腐蚀速度大于化学腐蚀的速度;
③构成原电池的负极是锌失电子发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+;
④释后氢离子的物质的量为1L×0.1molL-1=0.1mol,生成氢气的氢离子的物质的量为,所以原溶液中氢离子的物质的量为0.2mol,原溶液中氢离子的浓度为
=2mol/L,一个硫酸分子中含两个氢离子,所以原溶液中稀硫酸的浓度为1 molL-1。
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【题目】重金属元素铬的毒性较大,含铬废水需经处理达标后才能排放。
Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性较强。为回收利用,通常采用如下流程处理:
注:部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 | Al(OH)3 | Cr(OH)3 |
pH | 3.7 | 9.6 | ll.l | 8 | 9(>9溶解) |
(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________(填序号)。
A.Na2O2 B.HNO3 C.FeCl3 D.KMnO4
(2)加入NaOH溶液调整溶液pH=8时,除去的离子是________;已知钠离子交换树脂的原理:Mn++nNaR→MRn+nNa+,此步操作被交换除去的杂质离子是__________。
A.Fe3+ B.Al3+ C.Ca2+ D.Mg2+
(3)还原过程中,每消耗172.8g Cr2O72-转移4.8 mol e-,该反应离子方程式为________________。
Ⅱ.酸性条件下,六价铬主要以Cr2O72-形式存在,工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水。实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O72-的废水,阳极反应是Fe-2e-==Fe2+,阴极反应式是2H++2e-==H2↑。
(1)电解时能否用Cu电极来代替阳极上的Fe电极?________(填“能”或“不能”),理由是______________。
(2)电解时阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为______________。
(3)上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从其对水的电离平衡影响角度解释其原因_________________。
(4)若溶液中初始含有0.1mol Cr2O72-,则生成的阳离子全部转化化成沉淀的质量是________g。