题目内容
环保、安全的铝--空气电池的工作原理如图所示,下列有关叙述错误的是
A.电池工作过程中,电解质溶液的pH不断增大
B.正极的电极反应式为O2 + 4e-+ 2H2O =4OH-
C.NaCl的作用是增强溶液的导电性
D.用该电池做电源电解KI溶液制取1 mol KIO3,消耗铝电极的质量为54 g
CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如图:
已知:
①钴与盐酸反应的化学方程式为:Co+2HCl=CoCl2+H2↑
②CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110 ~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③物质的熔沸点随压强降低而降低
④乙醚沸点为 34.6℃
⑤部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 7.6 | 3.4 |
完全沉淀 | 4.1 | 9.7 | 9.2 | 5.2 |
(1)在上述工艺中,用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料,从环保角度分析其主要优点为_______________________。
(2)加入碳酸钠调节pH至a ,a的范围是____________________________。
(3)操作Ⅰ包含3个实验基本操作,它们依次是_____________、______________和过滤。
(4)制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是____________________________。
(5)在实验室,为了从上述产品中获得纯净的CoCl2·6H2O,通常先将产品溶解在乙醚中,通过过滤除去不溶性杂质后,再进行_________(填操作名称)。
(6)为测定产品中CoCl2·6H2O含量,某同学将一定量的样品溶于水,再向其中加入足量的AgNO3溶液,过滤,并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是______________。(答出一个原因即可)
某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。
装置 | 现象 |
电解一段时间时,阳极石墨表面产生气体,阴极石墨上附着红色物质,烧杯壁变热,溶液由蓝色变为绿色 |
(1)甲认为电解过程中阳极产生的 是溶液变绿的原因,写出产生该物质的电极反应式: 。
(2)乙查阅资料,CuCl2溶液中存在平衡:Cu2+ + 4Cl_ [CuCl4]2_(黄色) ΔH>0。据此乙认为:电解过程中,[CuCl4]2_(黄色)浓度增大,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。乙依据平衡移动原理推测在电解过程中[CuCl4]2_浓度增大的原因: 。
(3)丙改用下图装置,在相同条件下电解CuCl2溶液,对溶液变色现象继续探究。
装置 | 现象 |
电解相同时间时,阳极石墨表面产生气泡,溶液仍为蓝色;阴极石墨上附着红色物质,溶液由蓝色变为绿色;U型管变热,冷却后阴极附近溶液仍为绿色 |
丙通过对现象分析证实了甲和乙的观点均不是溶液变绿的主要原因。丙否定甲的依据是 ,否定乙的依据是 。
(4)丙继续查阅资料:
i. 电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]_,[CuCl2]_掺杂Cu2+后呈黄色
ii. 稀释含[CuCl2]_的溶液生成CuCl白色沉淀据此丙认为:电解过程中,产生[CuCl2]_掺杂Cu2+后呈黄色,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。
丙进行如下实验:
a.取电解后绿色溶液2 mL,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
b. 另取少量氯化铜晶体和铜粉,向其中加2 mL浓盐酸,加热获得含[CuCl2]_的黄色溶液。
c. 冷却后向上述溶液……
d. 取c中2 mL溶液,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
① a的目的是 。
② 写出b中生成[CuCl2]_的离子方程式: 。
③ 补充c中必要的操作及现象: 。
丙据此得出结论:电解时阴极附近生成[CuCl2]_是导致溶液变绿的原因。