摘要:理解氧化还原反应的实质.

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氧化还原反应在化学工业中应用广泛.
Ⅰ、有如图1所示的实验装置.
(1)若用石墨电极电解NaHCO3溶液,Y电极上产生的气体是
O2
O2

(2)如要在铁上镀铜,则X电极的材料是
,Y电极反应式是
Cu-2e-=Cu2+
Cu-2e-=Cu2+

Ⅱ、某电镀铜厂有两种废水需要处理,一种废水中含有CN-离子,另一种废水中含Cr2O72-离子.该厂拟定如图2所示的废水处理流程.
回答以下问题:
(1)②中使用的NaClO溶液呈碱性,原因是
ClO-+H2O?HClO+OH-
ClO-+H2O?HClO+OH-
(用离子方程式表示).
(2)③中反应时,每0.4mol Cr2O72-转移2.4mole-,该反应的离子方程式为
3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O
3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O

(3)取少量待检水样于试管中,加入过量NaOH溶液,有蓝色沉淀生成.向上述有蓝色沉淀的悬浊液中加入Na2S溶液,有黑色沉淀生成,且蓝色沉淀逐渐减少.请你使用化学用语,结合必要的文字说明分析其过程
待检水样中还有Cu2+,加碱发生Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓,再加入Na2S溶液,CuS比Cu(OH)2更难溶,则发生Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq).
待检水样中还有Cu2+,加碱发生Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓,再加入Na2S溶液,CuS比Cu(OH)2更难溶,则发生Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq).

Ⅲ、工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水.
(1)Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是
Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O

(2)实验室利用如图3所示模拟处理含Cr2O72-的废水(废水中加入适量NaCl以增加溶液的导电性),在阴极区得到金属氢氧化物沉淀.用平衡移动原理解释沉淀出现在阴极附近的原因
阴极反应消耗了水中的H+,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中OH-浓度增大,溶液的碱性增强
阴极反应消耗了水中的H+,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中OH-浓度增大,溶液的碱性增强

(3)用电解法处理该溶液中 0.01mol Cr2O72-时,得到沉淀的质量是
8.48
8.48
 g.
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二氧化氯泡腾片,有效成分(ClO2)是一种高效、安全的杀菌、消毒剂。
方法一:氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2气体的方法。该法工艺原理如图。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2

(1)工艺中可利用的单质有__________(填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为_____________。
(2)此法的缺点主要是______________________________________。
方法二:最近,科学家又研究出了一种新的制备方法,纤维素还原法制ClO2,其原理是:纤维素水解得到的最终产物X与NaClO3反应生成ClO2
(3)配平方程式: □ (X) +□NaClO3+□H2SO4→□ClO2↑+□CO2↑+□H2O+□______
若反应中产生4.48L(折算成标准状况下)气体,电子转移________ 个。
(4)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl。处理含CN相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍。
方法三:实验室常用氯酸钠(NaClO3)和亚硫酸钠(Na2SO3)用硫酸酸化,加热制备二氧化氯,化学反应方程式为:2NaClO3+Na2SO3+H2SO42ClO2↑+2Na2SO4+H2O
(5)反应中的Na2SO3溶液中存在如下平衡:H2OH++OH-和 ________________(用离子方程式表示).
常温下,0.1mol/L该溶液中离子浓度由大到小排列__________________(用离子符号表示)
(6)常温下,已知NaHSO3溶液呈酸性,在Na2SO3溶液中滴加稀盐酸至中性时,溶质的主要成分有________________。(用化学式表示)

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二氧化氯泡腾片,有效成分(ClO2)是一种高效、安全的杀菌、消毒剂。
方法一:氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2气体的方法。该法工艺原理如图。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2

(1)工艺中可利用的单质有__________(填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为_____________。
(2)此法的缺点主要是______________________________________。
方法二:最近,科学家又研究出了一种新的制备方法,纤维素还原法制ClO2,其原理是:纤维素水解得到的最终产物X与NaClO3反应生成ClO2
(3)配平方程式: □ (X) +□NaClO3+□H2SO4→□ClO2↑+□CO2↑+□H2O+□______
若反应中产生4.48L(折算成标准状况下)气体,电子转移________ 个。
(4)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl。处理含CN相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍。
方法三:实验室常用氯酸钠(NaClO3)和亚硫酸钠(Na2SO3)用硫酸酸化,加热制备二氧化氯,化学反应方程式为:2NaClO3+Na2SO3+H2SO42ClO2↑+2Na2SO4+H2O
(5)反应中的Na2SO3溶液中存在如下平衡:H2OH++OH-和 ________________(用离子方程式表示).
常温下,0.1mol/L该溶液中离子浓度由大到小排列__________________(用离子符号表示)
(6)常温下,已知NaHSO3溶液呈酸性,在Na2SO3溶液中滴加稀盐酸至中性时,溶质的主要成分有________________。(用化学式表示)
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过氧化氢是重要的氧化剂和还原剂,常用于消毒、杀菌、漂白等.某化学兴趣小组同学围绕着过氧化氢开展了调查研究与实验.
Ⅰ.调查
(1)通过查阅资料,发现过氧化氢的沸点为152.1℃,而相对分子质量相同的硫化氢的沸点为-60.4℃,造成两者沸点差异大的主要原因是
过氧化氢分子间可以形成分子间氢键,而H2S不能形成氢键
过氧化氢分子间可以形成分子间氢键,而H2S不能形成氢键

(2)资料显示,过氧化氢制备目前最常用的是乙基蒽醌法,其主要过程可以用如图所示,写出此过程的总反应方程式是
H2+O2
 催化剂 
.
 
H2O2
H2+O2
 催化剂 
.
 
H2O2

Ⅱ.不稳定性实验研究
(3)为了探究温度、催化剂等外界条件对H2O2的分解速率的影响,某兴趣小组同学设计了如下三组实验,部分实验数据已经填在下面表中.
实验编号 T/℃ H2O2初始浓度/
mol?L-1
FeCl3初始浓度/
mol?L-1
20 1.0
0
0
50 1.0 0
50
1.0
1.0
0.1
①实验Ⅰ、Ⅱ研究温度对分解速率的影响,则实验Ⅰ中FeCl3初始浓度应为
0
0
mol?L-1,实验Ⅱ、Ⅲ研究催化剂对分解速率的影响,则实验Ⅲ中H2O2初始浓度应为
1.0
1.0
mol?L-1
②三组实验中分解速率最快的是
(填编号).
Ⅲ.过氧化氢含量的实验测定
兴趣小组同学用0.1000mol?L-1酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中过氧化氢的含量,反应原理为:2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++8H2O+5O2
(4)滴定到达终点的现象是
锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫色,且30秒内溶液不褪色
锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫色,且30秒内溶液不褪色

(5)用移液管吸取25.00mL试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗的 KMnO4标准溶液体积如下表所示:
第一次 第二次 第三次 第四次
体积(mL) 17.10 18.10 18.00 17.90
计算试样中过氧化氢的浓度为
0.1800
0.1800
mol?L-1
(6)若滴定前尖嘴中有气泡,滴定后消失,则测定结果
偏高
偏高
 (“偏高”或“偏低”或“不变”).
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(11分)过氧化氢是重要的氧化剂和还原剂,常用于消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组同学围绕着过氧化氢开展了调查研究与实验。

Ⅰ.调查

(1)通过查阅资料,发现过氧化氢的沸点为152.1℃,而相对分子质量相同的硫化氢的沸点为-60.4℃,造成两者沸点差异大的主要原因是                     

(2) 资料显示,过氧化氢制备目前最常用的是乙基蒽醌法,其主要过程可以用如图所示,写出此过程的总反应方程式是                                   

Ⅱ.不稳定性实验研究

(3)为了探究温度、催化剂等外界条件对H2O2的分解速率的影响,某兴趣小组同学设计了如下三组实验,部分实验数据已经填在下面表中。

实验编号

T/℃

H2O2初始浓度/

mol·L-1

FeCl3初始浓度/

mol·L-1

20

1.0

 

50

1.0

0

50

 

0.1

①实验Ⅰ、Ⅱ研究温度对分解速率的影响,则实验Ⅰ中FeCl3初始浓度应为     mol·L-1,实验Ⅱ、Ⅲ研究催化剂对分解速率的影响,则实验Ⅲ中H2O2初始浓度应为    mol·L-1

②三组实验中分解速率最快的是               (填编号)。

Ⅲ.过氧化氢含量的实验测定

兴趣小组同学用0.1000 mol·L-1酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中过氧化氢的含量,反应原理为:2MnO4+5H2O2+6H =2Mn2+8H2O+ 5O2

(4)滴定到达终点的现象是__________________________________________________。

(5)用移液管吸取25.00mL试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗的 KMnO4标准溶液体积如下表所示:

 

第一次

第二次

第三次

第四次

体积(mL)

17.10

18.10

18.00

17.90

计算试样中过氧化氢的浓度为                    mol·L-1

(6)若滴定前尖嘴中有气泡,滴定后消失,则测定结果       (“偏高”或“偏低”或“不变”)。

 

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