题目内容

15．目前废水处理中的除氮技术，通常是把水中的氨氮污染物先降解为NO3-或NO2-，然后再用电解的方法除去NO3-和NO2-，如图是电化学降解硝酸盐的原理，关于该原理的说法正确的是（　　）
A．若以铅蓄电池做电源进行电解，Pt电极为阴极
B．电解过程中H+向正极移动
C．若电解过程中转移1mol电子，则交换膜两侧电解液的质量变化差为7.2g
D．理论上电解过程中阴、阳两极产生的气体在相同条件下体积比为5：2

分析 根据图象知，硝酸根离子得电子发生还原反应，则Ag-Pt作阴极，Pt电极为阳极，
A．连接阳极的电极为电源正极，连接阴极的电极为电源负极；
B．电解质溶液中质子向阴极移动；
C．转移1mol电子时，阳极（阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+）消耗0.5mol水，产生1molH+进入阴极室，阳极室质量减少9g；阴极的电极反应式为2NO3-+6H++10e-=N2↑+6OH-，转移1mol电子，阴极室中放出0.1molN2（14g），同时有1molH+（1g）进入阴极室；
D．根据阴阳两极上的电极反应式进行计算回答．

解答 解：根据图象知，硝酸根离子得电子发生还原化反应，则Ag-Pt作阴极，Pt电极为阳极，
A．连接阳极Pt的电极A为电源正极，B为电源负极，Pt电极为阳极，故A错误；
B．电解质溶液中质子向阴极移动，所以电解过程中氢离子从Pt电极向Ag-Pt电极移动，故B错误；
C．转移1mol电子时，阳极（阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+）消耗0.5mol水，产生1molH+进入阴极室，阳极室质量减少9g；阴极的电极反应式为2NO3-+6H++10e-=N2↑+6OH-，转移1mol电子，阴极室中放出0.1molN2（2.8g），同时有1molH+（1g）进入阴极室，因此阴极室质量减少1.8g，故膜两侧电解液的质量变化差（△m左-△m右）=9g-1.8g=7.2g，故C正确；
D．阳极上电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，阴极上电极反应式为2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O，转移电子的量相等，电解过程中阴、阳两极产生的气体在相同条件下体积比为2：5，故D错误；
故选C．

点评 本题考查了电解原理，明确阴阳极上发生的电极反应及离子移动方向、阴阳极的判断方法等知识点即可解答，难点是电极反应式的书写，难度中等．

练习册系列答案
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5．某厂利用一批回收的废料制造胆矾（CuSO4•5H2O）．该废料中各种成份含量如下：Cu和CuO约占87%，其它为MgO、Cr2O3、FeO、SiO2，工艺流程为：

提示：25℃时，部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀（离子浓度小于等于10-5mol•L-1）时溶液的pH如下表：
沉淀物Fe（OH）3Cu（OH）2Mg（OH）2Fe（OH）2
pH2.96.79.49.7
回答下列问题：
（1）25℃时，Ksp[Fe（OH）3]的数值为10-38.3
（2）步骤①中Cr2O3能与碱反应，该反应的离子方程式为Cr2O3+2OH-=2CrO2-+H20
步骤④中与H2O2反应的物质和离子是Cu、Fe2+
步骤⑤中调节溶液pH时适宜的物质是bc（填序号）
a．NaOH b．CuO c．Cu（OH）2
（3）操作⑧的分离方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，这样得到的胆矾晶体中除铜元素外还含有一种金属元素，这种金属元素的氧化物的电子式为．
（4）步骤⑨中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2；硫酸酸化的Na2Cr2O7溶液可以将乙醇氧化为乙酸，本身还原为Cr3+，该反应可用于检测司机是否酒驾，相应的化学方程式为3CH3CH2OH+2Na2Cr2O7+8H2SO4=3CH3COOH+2Cr2（SO4）3+11H2O+2Na2SO4．
6．钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求．一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为：NaTi2（PO4）3+2Na2NiFeⅡ （CN）6$?_{充电}^{放电}$Na3Ti2（PO4）3+2NaNiFeⅢ（CN）6（注：其中P的化合价为+5，Fe的上标II、III代表其价态）．下列说法不正确的是（　　）
A．放电时NaTi2（PO4）3在正极发生还原反应
B．充电过程中阳极反应式为：2NaNiFeⅢ（CN）6+2Na++2e-=2Na2NiFeⅡ （CN）6
C．放电时负极材料中的Na+脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na+嵌入到正极材料中
D．该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变
3．如图1是某研究性学习小组设计制取氯气，并以氯气为反应物进行特定反应的装置．
（1）要将C装置接入B和D之间，正确的接法是：a→c→b→d．
（2）实验开始时先点燃A处酒精灯，打开旋塞K，让Cl2充满整个装置，再点燃D处酒精灯．Cl2 通过C装置后进入D，D装置内盛有炭粉，发生氧化还原反应，生成CO2和HCl（g），发生反应的化学方程式为2Cl2+C+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO2．
（3）D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去两个酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl2产生，此时B中的现象是瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升，B的作用是贮存少量Cl2，避免Cl2对环境造成污染．
（4）用量筒量取20mL E中溶液，倒入已检查完气密性良好的分液漏斗中，然后再注入10mL CCl4，盖好玻璃塞（如图2），振荡，静置于铁架台上，等分层后取上层液和下层液，呈黄绿色的是下层液（填“上层液”或“下层液”），再装入如图2所示的烧杯中，能使有色布条褪色的是上层液（同上）．
（5）在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进，说明需要改进的理由D中反应生成的HCl气体极易溶于水，易发生倒吸．
10．已知电离平衡常数：H2CO3＞HClO＞HCO3-，氧化性：HClO＞Cl2＞Br2＞Fe3+＞I2．下列有关离子反应或离子方程式的叙述中，正确的是（　　）
A．向0.1molFeI2溶液中滴加少量氯水，反应中有0.3NA电子转移
B．向溴水中加入足量氯化亚铁能使溶液变成无色
C．向NaClO溶液中通入少量CO2的离子方程式：2ClO-+CO2+H2O═2HClO+CO32-
D．能使pH试纸显深红色的溶液，Fe3+、Cl-、Ba2+、Br-能大量共存
20．A、B、C、D是四种常见单质，其对应元素的原子序数依次增大，甲、乙、丙为常见化合物．它们之间有如下转化关系：

（1）乙与B的反应在工业上俗称铝热反应，C电子式为．
（2）D与水蒸汽反应的化学方程式为3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2．
（3）甲的水溶液显酸性（填“酸”或“碱”），原因是（用离子方程式表示）Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+．
7．查尔酮类化合物G是黄酮类药物的主要合成中间体，其中一种合成路线如下：

已知以下信息：
①芳香烃A的相对分子质量在100～110之间，1mol A充分燃烧可生成72g水．
②C不能发生银镜反应．
③D能发生银镜反应、可溶于饱和Na2CO3溶液、核磁共振氢谱显示其有4种氢．
④
⑤RCOCH3+R′CHO$\stackrel{一定条件}{→}$RCOCH═CHR′
回答下列问题：
（1）A的化学名称为苯乙烯．
（2）由B生成C的化学方程式为．
（3）E的分子式为C7H5O2Na，由E生成F的反应类型为取代反应．
（4）G的结构简式为（不要求立体异构）．
（5）D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应，又能发生水解反应，H在酸催化下发生水解反应的化学方程式为．
（6）F的同分异构体中，既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有13种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2：2：2：1：1的为．（写结构简式）
4．沐舒坦（结构简式为，不考虑立体异构）是临床上使用广泛的药物．如图所示的为其多条合成路线中的一条（反应试剂和反应条件均未标出）

已知：，完成下列填空：
（1）写出反应①所用试剂和反应条件HNO3，浓硫酸、加热反应⑥的化学反应方程式2+2+K2CO3→2+2KCl+CO2↑+H2O．
（2）写出反应类型．反应③还原反应反应⑤取代反应．
（3）写出结构简式．A B．
（4）反应⑥中除加入反应试剂C外，还需要加入K2CO3，其目的是为了中和反应生成的盐酸，同时防止盐酸和氨基发生反应．
（5）写出两种C的能发生水解反应，且只含3种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式、．
（6）反应②，反应③的顺序不能颠倒，其原因是氨基易被氧化，利用高锰酸钾、加热的条件下氧化甲基转化为羧基的同时也会将氨基氧化．
2．往含I-和Cl-的稀溶液中逐滴加入AgNO3溶液，产生沉淀的质量m（沉淀）与加入AgNO3溶液的体积V（ AgN03）的关系如图所示．已知：Ksp（AgCl）=1.8×l0-10，Ksp（ AgI）=l.5×l0-16则原溶液中$\frac{c（{l}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$的比值为（　　）
A．$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{1}}$B．$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$C．$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$D．$\frac{{V}_{2}}{{V}_{1}}$

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