题目内容

8.对氨基苯酚(PAP)是一种重要的有机合成中间体,可用硝基苯(C6H5NO2)电解还原制备,装置如图所示.下列说法正确的是(  )
A.电解时Pt电极应与直流电源的负极相连
B.电解时Pt电极上有H2放出
C.阴极反应式为:C6H5NO2+4e-+4H+═HOC6H4NH2+H2O
D.电解一段时间后,硫酸溶液的pH不变化

分析 A、Pb合金上硝基苯发生还原反应得到HOC6H4NH2,所以左边是阴极,与电源的负极相连;
B、电解时Pt电极是阳极应水电离出的氢氧根离子放电,生成氧气放出;
C、阴极是发生还原反应;
D、电解一段时间后,右边是氢氧根离子放电生成氧气,而氢离子向左移动,导致硫酸溶液的浓度变大,溶液的PH值减小.

解答 解:A、Pb合金上硝基苯发生还原反应得到HOC6H4NH2,所以左边是阴极,与电源的负极相连,则电解时Pt电极应与直流电源的正极相连,故A错误;
B、电解时Pt电极是阳极应水电离出的氢氧根离子放电,生成氧气放出,而不是氢气,故B错误;
C、阴极是发生还原反应,阴极的电极反应式为:C6H5NO2+4e-+4H+═HOC6H4NH2+H2O,故C正确;
D、电解一段时间后,右边是氢氧根离子放电生成氧气,而氢离子向左移动,导致硫酸溶液的浓度变大,溶液的PH值减小,故D错误;
故选C.

点评 本题考查电化学的相关知识,学生要熟练掌握电化学反应的原理、电极反应式的书写和电极的连接方式等,比较容易.

练习册系列答案
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13.我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品味的降低和环保要求的提高,湿法炼铜的优势日益突出.该工艺的核心是黄铜矿的浸出,目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法.
I.氧化浸出
(1)在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化,测得有SO42-生成.
①该反应的离子方程式为2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42-+18H2O.
②该反应在25-50℃下进行,实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值,试分析其原因为H2O2受热分解,产物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解等.
Ⅱ.配位浸出
反应原理为:CuFeS2+NH3•H2O+O2+OH-→Cu(NH3)O42++Fe2O3+SO42-+H2O(未配平)
(2)为提高黄铜矿的浸出率,可采取的措施有提高氨水的浓度、提高氧压(至少写出两点).
(3)为稳定浸出液的pH,生产中需要向氨水中添加NH4Cl,构成NH3•H2O-NH4Cl缓冲溶液.某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究:25℃时,向amol/L的氨水中缓慢加入等体积0.02mol/L的NH4Cl溶液,平衡时溶液呈中性.则NH3•H2O的电离常数Kb=$\frac{2×1{0}^{-9}}{a}$(用含a的代数式表示);滴加NH4Cl溶液的过程中水的电离平衡正向(填“正向”、“逆向”或“不”)移动.
Ⅲ.生物浸出
在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,反应釜中各物质的转化关系如图所示.

(4)在微生物的作用下,可以循环使用的物质有Fe2(SO43、H2SO4(填化学式),微生物参与的离子反应方程式为4Fe2++O2+4H+$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$4Fe3++2H2O(任写一个).
(5)假如黄铜矿中的铁元素最终 全部转化为Fe3+,当有2mol SO42-生成时,理论上消耗O2的物质的量为4.25mol.

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