题目内容
【题目】最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸，总反应为：2CH3CHO + H2O
CH3CH2OH + CH3COOH
实验室中，以一定浓度的乙醛—Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置示意图如右图所示。
（1）若以甲烷燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入 （填化学式）气体。
（2）电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体。电极反应如下：
阳极：① 4OH－－4e－＝O2↑+2H2O
② 。
阴极：① 。
②CH3CHO+2e－+2H2O＝CH3CH2OH+2OH－
（3）电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）电解过程中，某时刻测定了阳极区溶液中各组分的物质的量，其中Na2SO4与CH3COOH的物质的量相同。下列关于阳极区溶液中各微粒浓度关系的说法正确的是 （填字母序号）。
a. c(Na+)不一定是c(SO42－)的2倍
b. c(Na+)＝2c(CH3COOH)+2c(CH3COO－)
c. c(Na+)+c(H+)＝c(SO42－)+c(CH3COO－)+c(OH－)
d. c(Na+)＞c(CH3COOH)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)
（5）已知：乙醛、乙醇的沸点分别为20.8℃、78.4℃。从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是 。
【答案】（1）CH4
（2）CH3CHO－2e－＋H2O＝CH3COOH＋2H＋
2H＋＋2e－＝H2↑或4H2O＋4e－＝2 H2↑＋4OH－
（3）不变
（4）abd
（5）蒸馏
【解析】
试题分析：（1）与电源负极相连的是阴极，则b电极是负极，所以若以甲烷燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入CH4气体。
（2）电解池中阳极失去电子，除了氢氧根放电外，乙醛失去电子转化为乙酸，反应的电极反应式外CH3CHO－2e－＋H2O＝CH3COOH＋2H＋；阴极得到电子，除了乙醛得到电子转化为乙醇以外，溶液中的氢离子也得到电子转化为氢气，电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑。
（3）电解过程中硫酸根离子不参与电极反应，又因为存在阴离子交换膜，则阴极区Na2SO4的物质的量不变；
（4）a．钠离子通过阳离子交换膜向阴极区移动，则c(Na+)不一定是c(SO42－)的2倍，a正确；b.根据物料守恒可知c(Na＋)＝2c(CH3COOH)＋2c(CH3COO－)，b正确；c．根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO42－)＋c(CH3COO－)＋c(OH－)可知c(Na＋)＋c(H＋)＝c(SO42－)＋c(CH3COO－)＋c(OH－)是错误的，c不正确；d．醋酸是一元弱酸，电离常数小，则溶液中c(Na+)＞c(CH3COOH)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)，d
正确，答案选abd.
（5）已知：乙醛、乙醇的沸点分别为20.8 ℃、78.4 ℃，由于二者互溶，所以从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是蒸馏。
【题目】为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验，请回答下列问题。
编号 | 操作 | 实验现象 |
① | 分别在试管A、B中加入5mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴等浓度 FeCl3溶液．待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡 | 试管A中不再产生气泡；试管B中产生的气泡量增大 |
② | 另取两支试管分别加入5mL 5% H2O2溶液和5mL 10% H2O2溶液 | 试管A、B中均未明显见到有气泡产生 |
（1）过氧化氢分解的化学方程式为 。
（2）实验①的目的是 。
（3）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是 （用实验中提供的试剂）。
（4）对于H2O2分解反应，Cu2+也有一定的催化作用．为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：
①定性分析：如图甲可通过观察 ，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是 。
②定量分析：用图乙所示装置做对照实验，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是_________________________。
【题目】现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：
元素编号 | 元素性质或原子结构 |
T | 最外层电子数比内层电子总数少4 |
X | 最外层电子数是次外层电子数的2倍 |
Y | 与氢形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g·L-1 |
Z | 元素最高正价与负价的绝对值之差是6 |
（1）元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是 ，在周期表中的位置是 。
（2）元素Y与氢元素形成一种离子YH4＋，写出该离子与Z离子形成化合物的电子式 。
（3）写出元素X、T形成的化合物XT2的电子式 。
（4）元素Z与元素T相比，非金属性较强的是 （用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是 （填序号）。
a．常温下Z的单质和T的单质状态不同
b．Z的氢化物比T的氢化物稳定
c．一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
d．与铁加热，Z生成三价铁，T生成二价铁
e．T原子与Z原子电子层数相同，Z原子半径小于T原子
（5）T的低价氧化物通入Z单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为 。
（6）分别用电子式表示Z与镁元素、Y与氮元素形成化合物的过程: 。
