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-1的废水,可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后一位)。
常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等,废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。
(1)填充物用60℃温水溶解,目的是。
(2)操作A的名称为。
(3)铜帽溶解时加入H2O2的目的是(用化学方程式表示)。铜帽溶解完全后,可采用_____________方法除去溶液中过量的H2O2。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为。
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+4CO2↑+6H2O。
①当1 mol MnO2参加反应时,共有mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应,试写出该反应的化学方程式:。
(6)锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收。在不同pH下,KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示:
根据上图可知:
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高,汞的吸收率___.
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性条件下强.
某混合物,可能含有以下几种离子:K+、Cl-、NH4+、Mg2+、CO32-、Ba2+、SO42-,若将该混合物溶于水可得澄清溶液,现取3份各100 mL该溶液分别进行如下实验:
实验 序号 |
实验内容 |
实验结果 |
1 |
加AgNO3溶液 |
有白色沉淀生成 |
2 |
加足量NaOH溶液并加热 |
收集到气体1.12 L(已折算成标准状况下的体积) |
3 |
加足量BaCl2溶液时,对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量;再向沉淀中加足量稀盐酸,然后干燥、称量 |
第一次称量读数为6.63 g,第二次称量读数为4.66 g |
试回答下列问题:
(1)根据实验1对Cl-是否存在的判断是____________(填“一定存在”“一定不存在”或“不能确定”);根据实验1~3判断混合物中一定不存在的离子是____________。
(2)试确定溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度((可以不填满,也可以增加)):
阴离子符号 |
物质的量浓度(mol/L) |
(3)试确定K+是否存在?________,如果存在物质的量浓度为__________,如果不存在理由是___。
铝是一种重要的金属,在生产、生活中具有许多重要的用途,下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程:
已知:①铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质;
②溶液中的硅酸钠与四羟基合铝酸钠反应,能生成硅铝酸盐沉淀,化学反应方程式为:
2Na2SiO3+2Na[Al(OH)4]===Na2Al2Si2O8↓+4NaOH+2H2O
回答下列问题:
(1)写出铝土矿中Al2O3与氢氧化钠溶液反应的化学方程式。
(2)过滤操作用到的玻璃仪器除了烧杯外,还有。
(3)滤渣A的主要成分为;滤渣A的用途是(写一种)。
(4)在流程第三步“酸化”中,加入的最佳物质A是___________。理由是_______ ________。
(5)将a g镁铝合金投入100mL、1mol/L的盐酸中,金属完全溶解,再加入200mL、1mol/L NaOH溶液,沉淀恰好达到最大值,质量为(a+1.7)g,镁铝合金与盐酸反应时转移的电子数为。
A~G各物质间的关系如图,其中B、D为气态单质。
请回答下列问题:
(1)物质C、E分别为、。(填名称)
(2)反应①可选用不同的A进行,若反应在常温下进行,其化学方程式为。
(3)反应②的离子方程式为。
(4)新配制的F溶液应加入________以防止其转化为G。请设计实验检验F、G的混合溶液中F的金属阳离子。(写出试剂、操作、现象、结论)。
已知X,Y,Z,W四种短周期元素的原子序数依次增大,其中X与Y、Z、W所形成的常见化合物(10e或18e)在常温下均为气态,在元素周期表中Z与W相邻,Y的最高价氧化物的水化物与其氢化物反应生成盐,且Y的核电荷数与W的最外层电子数相同。
(1)Z离子的结构示意图是。
(2)X、Y、W可组成一种化合物,原子个数比为4:1:1,该化合物的化学式是,其中含有的化学键有 。
(3)X与Y所形成的分子的电子式为,它比同主族其他元素的氢化物沸点高的原因是。
(4)请设计一个简单的实验,说明Z、W两种元素非金属性的强弱,写出实验方法和现象: ___。