题目内容
【题目】如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:
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(1)甲烷燃料电池负极反应式是__________________;
(2)石墨(C)极的电极反应式为________________________;
(3)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为________L ,丙装置中阴极析出铜的质量为________g;
(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图所示),用于制Fe(OH)2,使用硫酸钠作电解质溶液,阳极选用________作电极。
【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 2Cl--2e-=Cl2↑ 4.48L 12.8 铁
【解析】
试题(1)甲烷燃料电池,甲烷在负极反应,方程式:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。
(2)甲中氧气一极为正极,甲烷一极为负极,故乙中铁极为阴极,石墨为阳极,反应:2Cl--2e-=Cl2。
(3)标准状况下,2.24 L氧气物质的量=0.1mol,转移电子0.4mol,铁极反应:2H++2e-=H2,故生成0.2mol氢气,体积=0.2×22.4=4.48L;据转移电子相等,丙中阴极反应:Cu2++2e-=Cu,析出铜物质的量是0.2mol,质量=0.2×56=12.8g。
(4)为生成二价铁,阳极需用铁作电极。
【题目】以镍废料(主要成分为镍铁合金,含少量铜)为原料,生产NiO的部分工艺流程如下:
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已知:下表列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.2 |
(1)“除铁”时需控制溶液的pH范围为________。
(2)“滤渣”的主要成分为________(填化学式)。
(3)“沉镍”时得到碱式碳酸镍[用xNiCO3·yNi(OH)2表示]沉淀。
①在隔绝空气条件下,“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO,该反应的化学方程式为________。
②“沉镍”时,溶液pH增大,碱式碳酸镍中Ni元素含量会增加,原因是________。