题目内容
【题目】电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
① 电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的现象是 。
② Y电极上的电极反应式为 ,检验该电极反应产物的方法是 。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,
① X电极的材料是 ,电极反应式是 。
② Y电极的材料是 ,电极反应式是 。(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
【答案】(1)①2H++2e-=H2↑无色溶液变红②2Cl-+2e-=Cl2↑ 用湿润的淀粉KI试纸检验,若试纸变蓝,证明生成Cl2(2)纯铜 Cu2++2e-=Cu 粗铜 Cu-2e-=Cu2+
【解析】
试题分析:(1)①X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,X电极与电源的负极相连,则是阴极,发生反应2H++2e-=H2↑,X极附近氢氧根离子浓度增大,则会观察到无色溶液变红;
②Y电极作阳极,电极反应为2Cl-+2e-=Cl2↑,检验氯气的方法是用湿润的淀粉KI试纸检验,若试纸变蓝,证明生成Cl2;
(2)电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,阳极材料是粗铜,阴极材料是纯铜;则
① X电极的材料是纯铜,电极反应式是Cu2++2e-=Cu;
② Y电极的材料是粗铜,电极反应式是Cu-2e-=Cu2+。
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【题目】Ⅰ.施莱辛(Schlesinger)等人提出可用NaBH4与水反应制取氢气:BH4- + 2H2O == BO2- + 4H2↑(反应实质为水电离出来的H+被还原)。研究表明,该反应生成H2的速率受外界条件影响,下表为pH和温度对NaBH4半衰期的影响(半衰期是指反应过程中,某物质的浓度降低到初始浓度一半时所需的时间)。
体系 pH | 不同温度下的半衰期(min) | |||
0℃ | 25℃ | 50℃ | 75℃ | |
8 | 4.32×100 | 6.19×10-1 | 8.64×10-2 | 1.22×10-2 |
10 | 4.32×102 | 6.19×101 | 8.64×100 | 1.22×100 |
12 | 4.32×104 | 6.19×103 | 8.64×102 | 1.22×102 |
14 | 4.32×106 | 6.19×105 | 8.64×104 | 1.22×104 |
(1)已知NaBH4与水反应后所得溶液显碱性,用离子方程式表示出溶液显碱性的原因 ,溶液中各离子浓度大小关系为 。
(2)从上表可知,温度对NaBH4与水反应速率产生怎样的影响? 。
(3)反应体系的pH为何会对NaBH4与水反应的反应速率产生影响? 。
Ⅱ.肼(N2H4)又称联氨,常温下是一种无色油状液体,沸点为113.5℃。肼和氧气在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图)。
温度较低时主要反应①:N2H4 + O2 N2 + 2H2O
温度较高时主要反应②:N2H4 + 2O2 2NO + 2H2O
不考虑其他反应,完成下列填空:
(4)若反应①在250℃时的平衡常数为K1,350℃时的平衡常数为K2,则K1 K2(填“>”、“<”或“=”)。
(5)反应于1100℃时达到平衡后,下列措施能使容器中增大的有 (填字母序号)。
A.恒容条件下,充入He气
B.增大容器体积
C.恒容条件下,充入N2H4
D.使用催化剂
(6)若将n mol肼和2n molO2充入某容积为n L的刚性容器中,在800℃和一定压强、合适催化剂的作用下,反应①和②同时达到平衡,实验测得N2的产率x,NO的产率为y,则该条件下反应②的平衡常数K= (用x、y的代数式表示,不必化简)。