某溶液中含有Al3+,Cu2+,Ag+,现用NaOH溶液、盐酸和试剂X将这三种离子逐一沉淀分离。其流程图如图:
(1)试剂X要过量,其化学式为 ,是图中的试剂 (选填①、②或③)。
(2)沉淀的化学式:沉淀1 ,沉淀2 ,沉淀3 。
(3)写出混合液+试剂①的离子方程式 ;
溶液+试剂②的离子方程式
, 。
电解是最强有力的氧化还原手段,在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题:
(1)以铜为阳极,以石墨为阴极,用NaCl溶液作电解液进行电解,得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源,则阳极反应式为________,阴极反应式为________。
(2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是______________________________________(填序号)。
a.②区铜片上有气泡产生
b.③区铁片的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑
c.最先观察到变成红色的区域是②区
d.②区和④区中铜片的质量均不发生变化
(3)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸,总反应式为2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH
实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置如图所示。
①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入________(填化学式),电极反应式为________。电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mg/L的废水,可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后1位)。
太阳能电池可用做电解的电源(如图)。
(1)若c、d均为惰性电极,电解质溶液为硫酸铜溶液,电解过程中,c极先无气体产生,后又生成气体,则c极为________极,在电解过程中,溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”),停止电解后,为使溶液恢复至原溶液应加入适量的________。
(2)若c、d均为铜电极,电解质溶液为氯化钠溶液,则电解时,溶液中氯离子的物质的量将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若用石墨、铁作电极材料,可组装成一个简易污水处理装置。其原理是:加入试剂调节污水的pH在5.0~6.0之间。接通电源后,阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而刮去,起到浮选净化作用;阳极产生的有色沉淀具有吸附性,吸附污物而沉积,起到凝聚净化作用。该装置中,阴极的电极反应式为__________________________;阳极区生成的有色沉淀是________。
甲、乙的实验装置如图所示,丙、丁分别是氯碱工业生产示意图和制备金属钛的示意图。
请回答下列问题:
(1)写出甲装置中碳棒表面的电极反应式:_________________________
(2)已知:5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3。若将湿润的淀粉KI试纸置于乙装置中的碳棒附近,现象为________________________________;若乙装置中转移0.02 mol电子后停止实验,烧杯中溶液的体积为200 mL,则此时溶液的pH=________。(室温条件下,且不考虑电解产物的相互反应)
(3)工业上经常用到离子交换膜,离子交换膜有阳离子交换膜和阴离子交换膜两种,阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过。当乙装置中的反应用于工业生产时,为了阻止两极产物之间的反应,通常用如丙图所示的装置,Na+的移动方向如图中标注,则H2的出口是________(填“C”、“D”、“E”或“F”);________(填“能”或“不能”)将阳离子交换膜换成阴离子交换膜。
(4)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaO作电解质,利用丁装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。
①写出阳极的电极反应式:_____________________________________。
②在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是(请结合化学用语解释)____________________________________ __。
③电解过程中需定期更换阳极材料的原因是
___________________ __________________________________________
新型锂离子电池材料Li2MSiO4(M为Fe,Co,Mn,Cu等)是一种发展潜力很大的电池电极材料。工业制备Li2MSiO4有两种方法。
方法一:固相法,2Li2SiO3+FeSO4Li2FeSiO4+Li2SO4+SiO2。
方法二:溶胶-凝胶法,CH3COOLi、Fe(NO3)3、Si(OC2H5)4等试剂胶体
干凝胶
Li2FeSiO4。
(1)固相法中制备Li2FeSiO4过程采用惰性气体气氛,其原因是
______________________________________________________________________。
(2)溶胶凝胶法中,检查溶液中有胶体生成的方法是________;生产中,生成1 mol Li2FeSiO4整个过程转移电子的物质的量为________mol。
(3)以Li2FeSiO4和嵌有Li的石墨为电极材料,含锂的导电固体作电解质,构成电池的总反应式为Li+LiFeSiO4Li2FeSiO4,则该电池的负极是________;充电时,阳极反应的电极反应式为________。
(4)使用(3)组装的电池必须先________。
(创新预测题)已知25 ℃时弱电解质的电离平衡常数:
Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HSCN)=0.13。
(1)将20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 mol·L-1的HSCN溶液分别与0.10 mol·L-1的NaHCO3溶液反应,实验测得产生CO2气体体积(V)与
时间t的关系如图所示。
反应开始时,两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是________;反应结束后所得溶液中c(SCN-)______c(CH3COO-)(填“>”、“=”或<)。
(2)2.0×10-3 mol·L-1的氢氟酸水溶液中,调节溶液pH(忽略调节时体积变化),测得平衡体系中c(F-)、c(HF)与溶液pH的关系如图所示。则25 ℃时,HF电离平衡常数为Ka(HF)=________(列式求值)。
(3)难溶物质CaF2溶度积常数为Ksp=1.5×10-10,将4.0×10-3 mol·L-1 HF溶液与4.0×10-4 mol·L-1的CaCl2溶液等体积混合,调节溶液pH=4(忽略调节时溶液体积变化),试分析混合后是否有沉淀生成?________(填“有”或“没有”),简述理由:_____________________________________。