题目内容

19.氯化铁溶液常作印刷电路铜板的腐蚀剂,得   到含有Cu2+等的废液,有人提出可以利用如图的装置从得到的废液中提炼金属铜.该过程中甲池负极的电极反应式是CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,若乙池中装入废液500mL,当阴极增重3.2g时,停止通电,此时阳极产生气体的体积(标准状况)为1.12L(假设气体全部逸出).

分析 甲池是甲烷燃料电池,燃料失电子在负极发生氧化反应,乙池为电解池,依据电路中电子守恒结合电极反应计算.

解答 解:通入甲烷的一端为原电池的负极失电子发生氧化反应,电极反应为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,若乙池中装入废液500mL,得到的废液中提炼金属铜,阴极电极反应为:Cu2++2e-=Cu,当阴极增重3.2g是铜物质的量为0.05mol,电子转移为0.1mol,停止通电,阳极电极反应氯离子失电子生成氯气,电极反应2Cl--2e-=Cl2↑,此时阳极产生气体的体积为0.05mol,标准状况下体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L;
故答案为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;1.12L.

点评 本题考查了原电池电极反应和电解原理的应用和计算,题目难度中等,注意燃料电池工作原理规律是关键.

练习册系列答案
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11.硼镁泥是一种工业废料,主要成份是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,以此为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业.从硼镁泥中提取MgSO4•7H2O的流程如图:

已知:某些氢氧化物沉淀的pH如表所示:
氢氧化物开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Mg(OH)29.310.8
Fe(OH)27.69.6
Fe(OH)32.73.7
Al(OH)33.74.7
根据题意回答第(1)~(6)题:
(1)在酸解过程中,欲加快酸解时的化学反应速率,请提出两种可行的措施:适当升温、把硼镁泥粉碎、或搅拌、或适当增加硫酸浓度.
(2)加入的NaClO可与Mn2+反应:Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+2H++Cl-,还有一种离子也会被NaClO氧化,并发生水解,该反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+
(3)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2外,还有SiO2、CaSO4
(4)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如表:
温度(℃)40506070
MgSO430.933.435.636.9
CaSO40.2100.2070.2010.193
“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明操作步骤是蒸发浓缩,趁热过滤.“操作I”是将滤液继续蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤,便得到了MgSO4•7H2O.
(5)实验中提供的硼镁泥共100g,得到的MgSO4•7H2O为172.2g,计算MgSO4•7H2O的产率为70.0%.(保留两位有效数字)
(6)金属镁可用于自然水体中铁件的电化学防腐,完成如图防腐示意图,并作相应标注.

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