题目内容

【题目】某兴趣小组设计如下微型实验装置.实验时,先断开K2 , 闭合K1 , 两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1 , 闭合K2 , 发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是(  )
A.断开K2 , 闭合K1时,总反应的离子方程式为:2H++2Cl Cl2↑+H2
B.断开K2 , 闭合K1时,石墨电极附近溶液变红
C.断开K1 , 闭合K2时,铜电极上的电极反应为:Cl2+2e=2Cl
D.断开K1 , 闭合K2时,石墨电极作正极

【答案】D
【解析】解:A、断开K2,闭合K1时,是电解池装置,电解饱和食盐水的总反应的离子方程式为2H2O+2Cl Cl2↑+H2↑+2OH;故A错误;

B、断开K2,闭合K1时,是电解池装置,两极均有气泡产生,说明两极产生的气体分别是氢气和氯气,因此活泼金属Cu不能做阳极,Cu做阴极,石墨做阳极,阳极上(石墨电极上)氯离子离子失电子发生氧化反应,阴极上(Cu电极上)氢离子得到电子发生还原反应,依据水的电离平衡,氢氧根离子浓度增大酚酞变红;故B错误;

C、断开K1,闭合K2时,发现电流表指针偏转,证明是原电池反应,形成氢氯燃料电池,据上述分析可知,Cu电极上产生了氢气,石墨电极上产生了氯气,因此铜做负极发生氧化反应,氢气失电子生成氢离子的反应;故C错误;

D、断开K1,闭合K2时,发现电流表指针偏转,证明是原电池反应,形成氢氯燃料电池,石墨电极上产生的是氯气,做原电池正极;故D正确;

故选D.

A、断开K2,闭合K1时,是电解池装置,两极均有气泡产生,说明两极产生的气体分别是氢气和氯气,因此活泼金属Cu不能做阳极;

B、断开K2,闭合K1时,是电解池装置,两极均有气泡产生,石墨做阳极,溶液中氯离子离子失电子发生氧化反应,铜做阴极,氢离子得到电子发生还原反应,依据水的电离平衡,氢氧根离子浓度增大;

C、断开K1,闭合K2时,发现电流表指针偏转,证明是原电池反应,形成氢氯燃料电池,铜做负极氢气失电子发生氧化反应;

D、断开K1,闭合K2时,发现电流表指针偏转,证明是原电池反应,石墨做原电池正极;

练习册系列答案
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【题目】金属钇(Y)具有重要的国防价值,但因过度开采已濒临枯竭。通过硫酸浸泡深海磷灰石矿,可以得到Y3+的浸出液:

1 浸出液成分

Al3+

Fe3+

Ca2+

PO43-

Mg2+

Mn2+

Y3+

浓度/(mgL-1)

7670

9460

550

640

5600

1500

70.2

(1)浸出液可用有机溶剂(HR)进行萃取,实现Y3+的富集(已知:Y3+Fe3+性质相似),原理如下:Fe3+ + 3HR FeR3 + 3H+ Y3+ + 3HR YR3 + 3H+ (已知:FeR3、YR3均易溶于HR)

浸出液在不同pH下萃取的结果如图1。

①用化学平衡原理解释,随pH增大,Y3+萃取率增大的原因________

②结合图1解释,工业上萃取Y3+之前,应首先除去Fe3+的原因是________

(2)采用中和沉淀法磷酸法可以除铁。

2 Fe3+、Y3+去除率

终点pH

去除率/%

Fe3+

Y3+

3.0

87.84

19.86

3.5

92.33

23.63

4.5

99.99

44.52

5.0

99.99

89.04

中和沉淀法:向浸出液中加入NaOHFe3+,去除率如表2所示。

①该实验条件下,Fe3+去除率比Y3+大的可能原因________

磷酸法:将磷酸(H3PO4:三元弱酸)加入到浸出液中,再加入Na2CO3溶液,调pH2.5,过滤除去磷酸铁沉淀(FePO4),滤液中剩余的Fe3+、Y3+浓度如表3。

3 滤液中Fe3+、Y3+的浓度

Fe3+

Y3+

浓度/(mgL-1)

508

68.9

配平磷酸法除铁过程中的离子方程式

Fe3+ + + = FePO4↓+ CO2↑+ ___________________

综合分析表1、表2、表3,工业上采用磷酸法除铁的原因________

(3)磷酸法除铁后,用有机溶剂HR萃取Y3+,可通过________(填操作)收集含Y3+的有机溶液。

(4)综合分析以上材料,下列说法合理的是________

a. 分析1可知,pH0.2~2.0范围内,有机溶剂中的Fe3+多于水溶液中的Fe3+

b. 2 Y3+损失率在20%左右的原因可能是生成的Fe(OH)3Y3+的吸附

c. 2 pH4.5~5.0范围内,Y3+损失率变大的可能原因:Y3+ + 3OH- = Y(OH)3

d. 有机溶剂萃取Y3+的优点是Ca2+、Mg2+、Mn2+等金属离子萃取率极低

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