题目内容
10．
用如图所示的装置，采用廉价的镍催化剂，通过电化学方法，可在碱性环境中直接使尿素转化成纯氢，电极为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过，下列相关叙述不正确的是（ ）| A． | 尿素由碳、氮、氧、氢四种元素组成的有机化合物 | |
| B． | 尿素在阳极被氧化，当生成1 mol N2时，转移电子为6 mol | |
| C． | a、b两处生成的气体体积比为1：3 | |
| D． | 假设电解过程中溶液体积不变，电解后排出液的pH比通入前大 |
分析 A．尿素的结构简式为CO（NH2）2，由C、H、O、N元素组成；
B．电解池阳极的反应为物质失去电子，发生氧化反应，根据装置图，阳极产生N2，由尿素转化而来，据此N的化合价变化分析；
C．a处生成N2，由尿素变化而来，b处产生H2，由H2O变化而来，根据电子得失守恒计算两极产生气体的量之比；
D．由装置图分析，阳极处排出电解液，根据电解反应的方程式判断溶液中pH值的变化．
解答 解：A．尿素的结构简式为CO（NH2）2，由C、H、O、N元素组成，是有机化合物，故A正确；
B．电解池阳极的反应为物质失去电子，发生氧化反应，根据装置图，阳极产生N2，由尿素转化而来，阳极的反应为：CO（NH2）2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O，N从-3价升高为0价，1molN转移3mol电子，当生成1molN2时，反应转移2×3=6mol电子，故B正确；
C．当a处生成1molN2时，反应转移电子数为6mol，b处产生H2，由水而来，阴极的电极反应式为为：2H2O+2e-═2OH-+H2↑，生成1molH2时，转移电子数为2mol，根据电子得失守恒，两极产生气体的关系为：N2～～3H2～～6e-，因此a、b两处生成的气体体积比为1：3，故C正确；
D．电解的总反应方程式为：CO（NH2）2+2OH-$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$CO32-+N2↑+3H2↑，假设电解过程中溶液体积不变，电解反应消耗OH-，溶液对的pH值随着电解反应的进行而下降，因此电解后排出液的pH比通入前小，故D错误．
故选D．
点评 本题考查了电解原理，明确元素化合价变化是解本题关键，根据元素化合价变化与阴阳极的关系来分析解答，分析整个溶液pH值变化时需从电解的总反应角度分析，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
3．下列说法正确的是（ ）
| A． | 升高NH4Cl溶液的温度，其水的离子积常数和pH均增大 | |
| B． | 在有AgI沉淀的上层清液中滴加一定浓度的NaCl溶液，不可能产生白色沉淀 | |
| C． | pH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合后，溶液中：c（NH4+＞c（Cl-）＞c（OH-）＞c（H+） | |
| D． | 室温下，稀释0.1mol•L-1CH3COOH溶液，溶液的导电能力增强 |
18．固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂．某学习小组以AgNO3为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下3种猜想：
甲：Ag2O、NO2、O2乙：Ag、NO2、O2 丙：Ag2O、NO2、N2
（1）实验前，小组成员经讨论认定猜想丙不成立，理由是不符合氧化还原反应原理．
查阅资料得知：
2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O；Ag2O与粉末态的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水．针对甲、乙猜想，设计如图所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：
（2）实验过程
①仪器连接后，放入固体试剂之前，首先进行的操作是检验装置的气密性．
②将AgNO3固体置于A中，加热前通入N2以驱尽装置内的空气，其目的是避免对产物O2检验产生干扰；关闭K，用酒精灯加热时，正确操作是先移动酒精灯预热硬质玻璃管，然后固定在管中固体部位下加热．
③观察到A 中有红棕色气体出现，C、D 中有气泡．
④待样品完全分解，A 装置冷却至室温．
⑤取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未见明显现象．
（3）实验结果分析讨论
①证明一定有O2生成的依据是C中的溶液不褪色，且D中的溶液褪色，与此相关的化学原理为Na2SO3+H2O?NaHSO3+NaOH、2Na2SO3+O2═2Na2SO4（用化学方程式表示）．
②针对试管中残留黑色固体的成分，该学习小组进行了如下探究：
【提出假设】试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ．Ag；ⅱ．Ag2O；ⅲ．Ag和Ag2O．
【实验验证】该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体，进行了如下实验．
【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是b（填实验编号）．
【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的化学方程式为2AgNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO2↑+O2↑．
（4）从实验安全的角度判断该实验装置有无缺陷？若有，应如何改进？有，应在AB装置间增加防倒吸的装置．
甲：Ag2O、NO2、O2乙：Ag、NO2、O2 丙：Ag2O、NO2、N2
（1）实验前，小组成员经讨论认定猜想丙不成立，理由是不符合氧化还原反应原理．
查阅资料得知：
2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O；Ag2O与粉末态的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水．针对甲、乙猜想，设计如图所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：
（2）实验过程
①仪器连接后，放入固体试剂之前，首先进行的操作是检验装置的气密性．
②将AgNO3固体置于A中，加热前通入N2以驱尽装置内的空气，其目的是避免对产物O2检验产生干扰；关闭K，用酒精灯加热时，正确操作是先移动酒精灯预热硬质玻璃管，然后固定在管中固体部位下加热．
③观察到A 中有红棕色气体出现，C、D 中有气泡．
④待样品完全分解，A 装置冷却至室温．
⑤取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未见明显现象．
（3）实验结果分析讨论
①证明一定有O2生成的依据是C中的溶液不褪色，且D中的溶液褪色，与此相关的化学原理为Na2SO3+H2O?NaHSO3+NaOH、2Na2SO3+O2═2Na2SO4（用化学方程式表示）．
②针对试管中残留黑色固体的成分，该学习小组进行了如下探究：
【提出假设】试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ．Ag；ⅱ．Ag2O；ⅲ．Ag和Ag2O．
【实验验证】该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体，进行了如下实验．
| 实验编号 | 操作 | 现象 |
| a | 加入足量氨水，振荡 | 黑色固体不溶解 |
| b | 加入足量稀硝酸，振荡 | 黑色固体溶解，并有气体产生 |
【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的化学方程式为2AgNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO2↑+O2↑．
（4）从实验安全的角度判断该实验装置有无缺陷？若有，应如何改进？有，应在AB装置间增加防倒吸的装置．
15．
已知：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，向1L含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如图所示．横、纵坐标的单位均为mol．有关说法不正确的是（ ）
已知：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，向1L含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如图所示．横、纵坐标的单位均为mol．有关说法不正确的是（ ）| A． | 线段BC代表Fe3+ 物质的量的变化情况 | |
| B． | 原混合溶液中c（FeBr2）=6 mol/L | |
| C． | 当通入Cl22mol时，溶液中已发生的反应可表示为2Fe2++2I-+2Cl2═2Fe3++I2+4Cl- | |
| D． | 原溶液中n （Fe2+）：n （I-）：n（Br-）=2：1：3 |
5．根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤．下列图示装置和原理能达到实验目的是（ ）
| A． |  制取氧气 | B． |  制取NaHCO | C． |  分离NaHCO3 | D． |  干燥NaHCO |
15．锰酸锂（LiMn2O4）可作为锂离子电池的正极材料，在工业上可利用软锰矿浆（主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2制备锰酸锂，生产流程如图1：
已知：
①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强．
②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如表：
（1）已知：SO2的吸收率与温度及烟气流速的关系如图2．为提高含硫烟气中SO2的吸收率，可以采取的措施
降低通入含硫烟气的温度或减小通入含硫烟气的流速
（2）滤液1中所含金属阳离子有Mn2+、Al3+、Fe2+（填离子符号）．
（3）在实际生产中，在实际生产中，Li2CO3与MnO2按物质的量之比为1：4混合均匀加热制取LiMn2O4．
①升温到515℃时，Li2CO3开始分解产生CO2，同时生成固体A，此时比预计Li2CO3的分解温度（723℃）低得多，可能原因是MnO2对Li2CO3的分解有催化剂的作用
②升温到566℃时，MnO2开始分解产生另一种气体X，X恰好与①中产生的CO2物质的量相等，同时得到固体B．请写出此过程发生的化学反应方程式4MnO2 $\frac{\underline{\;566℃\;}}{\;}$2Mn2O3+O2↑
③升温到720℃时，A、B反应，固体质量逐渐增加，当质量不再增加时，得到高纯度的锰酸锂．请写出发生的化学反应方程式2Li2O+4Mn2O3+O2$\frac{\underline{\;720℃\;}}{\;}$4LiMn2O4
（4）请补充完整由“滤液1”得到“滤液2”和Al（OH）3的实验方案[Al（OH）3在pH≥12时溶解]：边搅拌边向滤液1中滴加足量过氧化氢，搅拌加入氢氧化钠溶液至4.7≤PH＜7.7，过滤得到滤液2和固体向所得固体中加入氢氧化钠溶液至PH≥12，搅拌过滤再向所得滤液中通入二氧化碳过滤洗涤，低温烘干得到氢氧化铝（实验中须用到的试剂有：NaOH溶液、H2O2、CO2）
已知：
①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强．
②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如表：
| 沉淀物 | Fe（OH）3 | Fe（OH）2 | Al（OH）3 | Mn（OH）2 |
| 开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 3.4 | 7.7 |
| 完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 4.7 | 9.8 |
降低通入含硫烟气的温度或减小通入含硫烟气的流速
（2）滤液1中所含金属阳离子有Mn2+、Al3+、Fe2+（填离子符号）．
（3）在实际生产中，在实际生产中，Li2CO3与MnO2按物质的量之比为1：4混合均匀加热制取LiMn2O4．
①升温到515℃时，Li2CO3开始分解产生CO2，同时生成固体A，此时比预计Li2CO3的分解温度（723℃）低得多，可能原因是MnO2对Li2CO3的分解有催化剂的作用
②升温到566℃时，MnO2开始分解产生另一种气体X，X恰好与①中产生的CO2物质的量相等，同时得到固体B．请写出此过程发生的化学反应方程式4MnO2 $\frac{\underline{\;566℃\;}}{\;}$2Mn2O3+O2↑
③升温到720℃时，A、B反应，固体质量逐渐增加，当质量不再增加时，得到高纯度的锰酸锂．请写出发生的化学反应方程式2Li2O+4Mn2O3+O2$\frac{\underline{\;720℃\;}}{\;}$4LiMn2O4
（4）请补充完整由“滤液1”得到“滤液2”和Al（OH）3的实验方案[Al（OH）3在pH≥12时溶解]：边搅拌边向滤液1中滴加足量过氧化氢，搅拌加入氢氧化钠溶液至4.7≤PH＜7.7，过滤得到滤液2和固体向所得固体中加入氢氧化钠溶液至PH≥12，搅拌过滤再向所得滤液中通入二氧化碳过滤洗涤，低温烘干得到氢氧化铝（实验中须用到的试剂有：NaOH溶液、H2O2、CO2）
2．下列离子方程式正确的是（ ）
| A． | 成分为盐酸的洁厕灵与84消毒液混合使用易中毒：Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O | |
| B． | Na2O2与H2O反应：2O22-+2H2O=4OH-+O2↑ | |
| C． | NaHSO4溶液中滴入少量Ba（OH）2：H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O | |
| D． | FeI2溶液中滴入过量溴水：2Fe2++2I-+2Br2=2Fe3++I2+4Br- |
19．苯甲酸粗品中含有泥沙和杂质 A（随温度变化 A 的溶解度变化很小），可通过系列操 作完成苯甲酸的提纯．则下列叙述正确的是（ ）
| A． | 苯甲酸易溶于水，可做食品防腐剂 | |
| B． | 提纯苯甲酸的过程中需要用到的玻璃仪器：烧杯、玻璃棒、漏斗 | |
| C． | 粗品中苯甲酸溶解后，还需再加入少量蒸馏水，以减少产品的损失 | |
| D． | 为了获得更多的苯甲酸，此实验中结晶温度越低越好 |
20．
意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得极具理论研究意义的N4分子．N4分子结构如图所示，已知断裂1mol N-N吸收167kJ热量，生成1molN≡N放出942kJ热量．根据以上信息和数据，下列说法正确的是（ ）
意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得极具理论研究意义的N4分子．N4分子结构如图所示，已知断裂1mol N-N吸收167kJ热量，生成1molN≡N放出942kJ热量．根据以上信息和数据，下列说法正确的是（ ）| A． | N4属于一种新型的化合物 | |
| B． | N4的沸点比P4（白磷）的高 | |
| C． | 理论上可以将N4转化为N2的反应设计成原电池 | |
| D． | 1mol N4所含有的能量比2mol N2所含有的能量高 |