题目内容
【题目】电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气。工作原理如图1所示,c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2。
已知:FeO42-为紫红色;Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原;溶液中OH-浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。下列说法错误的是( )
A.制备Na2FeO4的电极反应为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O
B.电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出
C.MN两点中c(Na2FeO4)低于最高值的原因不同,在M点会有Fe(OH)3生成
D.图1中的离子交换膜为阴离子交换膜,电解过程中,阴极区附近pH会增大
【答案】C
【解析】
试题分析:A、根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气,铁电极发生氧化反应,电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O,A正确;B、氢气具有还原性,根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,防止Na2FeO4与H2反应使产率降低,B正确;C、根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在M点,c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢,在N点:c(OH-)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低,C错误;D、阳极需要消耗氢氧根,因此图1中的离子交换膜为阴离子交换膜,电解过程中,氢离子在阴极区放电,破坏水的电离平衡,所以阴极区附近pH会增大,D正确,答案选C。
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【题目】七水硫酸镁(MgSO47H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用化工厂生产硼砂的废渣﹣硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。
表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 | Mg(OH)2 | ||||||
pH值 | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 10.4 | 11.2 | ||||||
表2 两种盐的溶解度(单位为g/100g水)
温度/℃ | 10 | 30 | 40 | 50 | 60 | ||||||||||||
CaSO4 | 0.19 | 0.21 | 0.21 | 0.20 | 0.19 | ||||||||||||
MgSO47H2O | 30.9 | 35.5 | 40.8 | 45.6 | / | ||||||||||||
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据,试回答下列问题:
(1)过滤I的滤液中加入硼镁泥,调节溶液的pH=5~6,再加入NaClO溶液加热煮沸,将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子反应方程式为 .加热煮沸的主要目的是 。
(2)沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有 (填化学式)等物质。
(3)检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3+的实验方法是 。
(4)沉淀C的化学式是 .过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是 。
【题目】某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。
编号 | H2C2O4溶液 | 酸性KMnO4溶液 | |||
浓度/mol·L-1 | 体积/mL | 浓度/mol·L-1 | 体积/mL | 温度℃ | |
① | 0.10 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 20 |
② | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 20 |
③ | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 40 |
(1)写出该反应的化学方程式 。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是____________。
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(H2C2O4)=_____________mol·L-1·min-1。
(4) 若保持其他条件不变,下图两条曲线分别表示20℃和40℃时c(MnO)~反应时间t的变化曲线。40℃时c(MnO)~t的变化曲线为 。(填写A或B)