题目内容
高铁电池是一种新型可充电电池,电解质溶液为KOH溶液,放电时的总反应式为3Zn+2K2FeO4+8H2O===3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。下列叙述正确的是
A.放电时,负极反应式为3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2
B.放电时,正极区溶液的pH减小
C.充电时,每转移3 mol电子,阳极有1 mol Fe(OH)3被还原
D.充电时,电池的锌电极接电源的正极
A
【解析】
试题分析:A. 放电时,负极反应式为3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2,正确;B. 放电时,正极电极反应式是:FeO42-+3e-+4H2O= Fe(OH)3+5OH-;由于产生区OH-,所以溶液的pH增大,错误;C. 根据方程式可知:充电时,每转移3 mol电子,阳极有1 mol Fe(OH)3被氧化,错误;D. 充电时,电池的锌电极接电源的负极,内还原,错误。
考点:考查原电池、电解池的反应原理及应用的知识。
有难溶于水的粉末状固体样品,可能含有Al、Fe2O3、Cu2O、SiO2、Fe3O4中的一种或几种,研究小组通过实验确定样品的成分.
【查阅资料知】① Cu2O + 2H+ = Cu + Cu2+ + H2O;
② 部分氢氧化物在溶液中沉淀的pH见下表:
物质 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.8 | 6.3 | 5.2 |
完全沉淀的pH | 3.0 | 8.3 | 6.7 |
【注】金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1
【实验步骤】
Ⅰ.取一定量样品于烧杯中,加足量NaOH溶液,有气体产生,过滤得固体A和无色溶液B;
Ⅱ.向B中加入稀硫酸,出现白色沉淀,继续滴加稀硫酸至过量,白色沉淀完全溶解;
Ⅲ.向A中加入足量稀硫酸并微热,固体完全溶解,得溶液C;
Ⅳ.向C中加入NaClO,调节溶液的pH至4~5,产生红褐色沉淀,过滤得到蓝绿色溶液D;
Ⅴ.向D中加入NaOH,调节溶液的pH到7~8,产生蓝色絮状沉淀.
请回答下列问题.
(1)Ⅰ中产生气体的离子方程式为 .
(2)由Ⅰ、Ⅱ知,原样品中一定不存在的物质是 .
(3)溶液C中除H+、Cu2+外一定还含有的阳离子是 .
(4)Ⅳ中加NaClO的目的是 .
(5)将Ⅳ中得到的溶液D电解,阳极的电极反应式为 ;若电路中有0.1mol电子通过,则理论上阴极质量增重 g.
(6)由上述实验可以获得结论:原样品所有可能的成分组合为组合为
(用化学式表示).
(10分)蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工程如下:
Ⅰ.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤,并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子)
Ⅱ.提纯粗硫酸镁,将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1mol/LH2O2溶液,再调节溶液pH至7~8,并分离提纯。
Ⅲ.制取氢氧化镁,向步骤II所得溶液中加入过量氨水。
已知:金属离子氢氧化物沉淀所需pH
Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ | |
开始沉淀时 | 1.5 | 3.3 | 6.5 | 9.4 |
沉淀完全时 | 3.7 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
请回答:
(1)步骤II中加入适量的0.1mol/LH2O2溶液的目的是 ;可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是 (填字母序号)
A.MgO B.Na2CO3 C.蒸馏水 D.NaOH .
(2)工业上常以Mg2+的转化率为考查指标,确定步骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。
其中,反应温度与Mg2+转化率的关系如图所示。
①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式为 。根据图中所示50℃前温度与Mg2+转化率之间的关系,可判断此反应是 (填“吸热”或“放热”反应)
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②图中,温度升高至50℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是 。