题目内容
【题目】按要求对下图中两极进行必要的连接并填空:![]()
(1)在A图中,使铜片上冒气泡。请加以必要联接,则联接后的装置叫。电极反应式:锌电极:;铜电极:。
(2)在B图中(a,b都为惰性电极),使a极析出铜,则b析出:。加以必要的联接后,该装置叫。电极反应式: b极: 。经过一段时间后,停止反应并搅均溶液,溶液的pH值(升高、降低、不变)。
【答案】
(1)原电池;Zn -2e-=Zn2+;2H+ +2e-=H2↑
(2)O2;电解池;4OH-- 4e-= O2 + 2H2O或2H2O - 4e-= O2 + 4H+;降低
【解析】本题考查了原电池和电解池原理。(1)在A图中,使铜片上冒气泡,则铜片作正极,锌作负极,连接如图:
,该电池属于原电池,锌电极上失电子发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+ , 电极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为:2H++2e-=H2↑;(2)在B图中(a,b都为惰性电极),使a极析出铜,即电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,发生还原反应,故为阴极,其连接如图:
,该装置是电解池,a是阴极,b是阳极,阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:OH-- 4e-= O2 + 2H2O或2H2O - 4e-= O2 + 4H+ , 该溶液中氢氧根离子浓度减小,则氢离子浓度变大,经过一段时间后,停止反应并搅均溶液,溶液的pH值降低。
【题目】用金属钴板(含少量Fe、Ni)制备应用广泛的氯化钴的工艺流程如下:
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注:钴与盐酸反应极慢,需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产。
有关钴、镍和铁化合物的性质见下表:
化学式 | 沉淀完全时的pH | 钴镍性质 |
Co(OH)2 | 9.4 | Co+2HCl=CoCl2+H2↑ Co2++2NH3·H2O=Co(OH)2↓+2NH4+ Co2++2H2O Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ Ni2++6NH3·H2O=[Ni(NH3)6]2++6H2O |
Fe(OH)2 | 9.6 | |
Fe (OH)3 | 3.7 |
(1)“除镍”步骤中,NH3·H2O用量对反应收率的影响见表中数据:从表中数据可知,当PH调节至x=_______时,除镍效果最好。
加NH3·H2O调pH | 收率/% | Ni2+含量/% |
9 | 98.1 | 0.08 |
9.5 | 98 | 0.05 |
10 | 97.6 | 0.005 |
10.3 | 94 | 0.005 |
(2)“除镍”步骤必须控制在一定的时间内完成,否则沉淀中将有部分Co(OH)2转化为Co(OH)3,此反应的化学方程式为________________。
(3)“除铁”步骤中加入双氧水发生反应的离子方程式是________________________。
(4)“除铁”步骤中加入的纯碱作用是_______________________________。
(5)在“调pH”步骤中,加盐酸的作用是______________________________。
(6)已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,则该温度下反应Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+的平衡常数为_____________________。