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高氯酸铜易溶于水,在130 ℃时会发生分解反应,是一种燃烧催化剂。以食盐等为原料...

高氯酸铜易溶于水,在130 ℃时会发生分解反应,是一种燃烧催化剂。以食盐等为原料制备高氯酸铜[Cu(ClO4)2·6H2O]的一种工艺流程如图1所示:

(1)发生电解Ⅰ时,所用的交换膜是____(”)离子交换膜。

(2)歧化反应是同一种物质中同种元素自身的氧化还原反应。已知上述工艺流程中歧化反应的产物之一为氯酸钠,则歧化反应的化学方程式为________

(3)“电解Ⅱ主要的阳极产物是_________(填离子符号)

(4)操作a的名称是____

(5)用该工艺流程制备高氯酸铜时,若起始时NaCl的质量为a t,最终制得Cu(ClO4)2·6H2Ob t,则产率为____   (用含ab的代数式表示)

(6)某温度下,高氯酸铜[Cu(ClO4)2]AB两种方式同时分解,分解过程中铜的化合价不发生改变。方式ACu(ClO4)2CuCl24O2,若4 mol高氯酸铜在该温度下按AB各占50% 的方式完全分解,且AB两种方式转移的电子数之比为87,则方式B____   (用化学方程式表示)

 

阳 3Na2CO3+3Cl2===5NaCl+NaClO3+3CO2 ClO4- 蒸发浓缩 100% 2Cu(ClO4)22CuO+7O2↑+2Cl2↑ 【解析】 根据题意可知,本题考查电化学原理,运用原电池和电解池原理分析。 (1)“电解I”所发生的反应是电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,需要防止氢氧根离子与氯气反应,所以用的交换膜是阳离子交换膜; 故答案为:阳; (2)“歧化反应”是碳酸钠与氯气反应生成氯化钠和NaClO3,氯元素从0价变为−1价和+5价,同时生成二氧化碳,反应的化学方程式为3Na2CO3+3Cl2===5NaCl+NaClO3+3CO2; 故答案为:3Na2CO3+3Cl2===5NaCl+NaClO3+3CO2; (3)通过电解,溶液中氯酸根离子失电子发生氧化反应在阳极生成高氯酸根离子,“电解II”的阳极的氯离子失电子产物为ClO4-; 故答案为:ClO4-; (4)加入盐酸,过滤除去氯化钠晶体,通过蒸发浓缩即可得到60%以上的高氯酸, 故答案为:蒸发浓缩; (5)根据流程图,氯化钠电解生成的氯气与碳酸钠反应生成氯酸钠和氯化钠,电解后氯酸钠变成高氯酸钠,加入盐酸反应生成高氯酸,最后与Cu2(OH)2CO3反应生成Cu(ClO4)2⋅6H2O,假设起始是氯化钠为6mol,则生成的氯气为3mol,得到1mol氯酸钠,根据氯元素守恒最终可以得到0.5molCu(ClO4)2⋅6H2O,因此产率为; 故答案为: 100%; (6)在A方式:中CuCl2是还原产物,O2是氧化产物,反应中转移电子数为16e−,若4mol高氯酸铜在该温度下按A、B各占50%的方式完全分解,则方式A共转移4mol×16e−=64mole−,A、B两种方式转移的电子数之比为8:7,则B中转移电子64mole−×=56mole−,Cu(ClO4)2分解时Cu元素化合价不变,则B方式中O2是氧化产物,生成O2的物质的量为,若Cl元素还原产物中价态为x价,则8(7−x)=56,解得:x=0,可知还原产物为Cl2,且其物质的量为,则结合原子守恒,B方式发生反应的方程式为2Cu(ClO4)22CuO+7O2↑+2Cl2↑; 故答案为:2Cu(ClO4)22CuO+7O2↑+2Cl2↑。  
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镁是一种银白色的碱土金属,镁元素在地壳中的含量约为2.00%,位居第八位,镁及其化合物在研究和生产中具有广泛用途。请回答下列问题:

(1)在室温下,纯净的氮化镁(Mg3N2)为黄绿色的粉末,能与水反应,常用作触媒,实验室用如图1所示装置和药品制备少量氮化镁。

A中盛装的是____B中可盛装碱石灰,二者混合可制取氨气。

②按照气流的方向从左至右连接装置:a_____________b______

③气体通过CuO这一装置的目的是什么?用化学方程式回答:______

④无水氯化钙装置可防止外界空气中的水进入,以防_____________(化学方程式表示)的发生。

(2)碳酸镁可用作耐火材料、锅炉和管道的保温材料,以及食品、药品、化妆品、橡胶、墨水等的添加剂。

.合成碳酸镁晶体的步骤如下:

步骤1:配制0.5 mol·L1MgSO4溶液和0.5 mol·L1NH4HCO3溶液。

步骤2:用量筒量取500 mL NH4HCO3溶液于1 000 mL四口烧瓶中,开启搅拌器,温度控制在50 ℃。

步骤3:将250 mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中,1 min内滴加完毕,然后用氨水调节溶液pH9.5

步骤4:放置1 h后,过滤,洗涤。

步骤5:在40 ℃的真空干燥箱中干燥10 h,得到产品碳酸镁晶体(MgCO3·nH2On15)

①配制0.5 mol·L1MgSO4溶液500 mL,需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、____

②步骤3中加氨水后发生反应的离子方程式为________________

.测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。

称量1.000 g碳酸镁晶体,放入图2所示的广口瓶中,加入适量水,滴入稀硫酸与晶体反应,生成的CO2NaOH溶液吸收,在室温下反应45 h,后期将温度升到30 ℃,最后烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定,测得生成CO2的总量;重复上述操作2次。

③上述反应后期要升温到30 ℃,主要目的是_____________________

④若实验测得1.000 g碳酸镁晶体产生CO2的平均物质的量为a mol,则n__________(用含a的表达式表示)

⑤若称取100 g上述晶体进行热重分析,得到的热重曲线如图3所示,则合成的晶体中n____(取整数)

 

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电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染,其中所含的Cr()是主要污染物,可采用多种处理方法将其除去。查阅资料可知:

①在酸性环境下,Cr()通常以Cr2O72-的形式存在;

Cr2O72-的氧化能力强于CrO42-

③常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表所示:

阳离子

Fe3

Fe2

Cr3

开始沉淀的pH

1.9

7.0

4.3

沉淀完全的pH

3.2

9.0

5.6

 

.腐蚀电池法

(1)向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭,利用原电池原理还原Cr()。下列关于焦炭的说法正确的是_______(填字母代号)

a.作原电池的正极  b.在反应中作还原剂 c.表面可能有气泡产生

.电解还原法

向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体,以Fe为电极电解,经过一段时间,有Cr(OH)3Fe(OH)3沉淀生成排出,从而使废水中铬含量低于排放标准。电解装置如图1所示。

(2)A极连接电源的______________极,A极上发生的电极反应式为_______________

(3)电解开始时,B极上除了发生产生H2的反应外,还有少量Cr2O72-B极上直接放电,该反应的电极反应式为_________________

(4)电解过程中,溶液的pH不同时,通电时间(t)与溶液中铬元素去除率的关系如图2所示。

①由图可知,电解还原法应采取的最佳pH范围为____(填字母代号)

a24      b46      c610

②解释曲线Ⅰ和曲线Ⅳ去除率低的原因:________________

 

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1是部分短周期元素的常见化合价与原子序数的关系图:

请回答下列问题:

(1)元素F在周期表中的位置为________________

(2)CDEG的简单离子半径由大到小的顺序为_______________(用离子符号表示)

(3)二元化合物X是含有元素A18电子分子,3 g X(g)25 101 kPa 下完全燃烧生成稳定的化合物时放出Q kJ的热量,写出表示X燃烧热的热化学方程式:________________

(4)某同学设计实验用图2所示装置证明元素ABF的非金属性强弱(其中溶液b和溶液c均足量)

①溶液b_________________

②溶液c中发生反应的离子方程式为__________________

 

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温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应 2NO2(g)2NO(g)O2(g)  ΔH>0。实验测得:υυ(NO2)消耗kc2(NO2)υυ(NO)消耗2υ(O2)消耗kc2(NO)·c(O2)kk为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是(    )

容器编号

物质的起始浓度(mol·L1)

物质的平衡浓度(mol·L1)

 

c(NO2)

c(NO)

c(O2)

c(O2)

0.6

0

0

0.2

0.3

0.5

0.2

 

0

0.5

0.35

 

 

 

 

A.反应达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为11

B.反应达平衡时,容器Ⅱ中 比容器Ⅰ中的大

C.反应达平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数大于50%

D.当温度改变为T2时,若kk,则T2>T1

 

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NA为阿伏加德罗常数的数值。下列说法错误的是

A.46 g C2H5OH含有的共价键数目为8NA

B.4.48 L(标准状况)H2CO混合气体完全燃烧消耗O2分子数为0.1NA

C.1 L 0.5 mol/LNa2S溶液中含S的粒子数目等于0.5NA

D.电解精炼铜时,阴极质量增重128 g,则转移电子数目大于4NA

 

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