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氧化还原反应在生产生活中有着重要的应用。请按要求写出相应的方程式。 (1)ClO...

氧化还原反应在生产生活中有着重要的应用。请按要求写出相应的方程式。

(1)ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下:

①写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式:________________________

②写出ClO2发生器中的化学方程式,并标出电子转移的方向及数目:_____________

(2)甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂,其工作原理的示意图如下:

请回答下列问题:

Pt(a)电极是电池的_______极,电极反应式为______________________

(3)方法采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示,该电池的阳极反应式为______________________________________

 

Cl-+3H2O3H2↑+ClO3- =2ClO2↑+2NaCl+Cl2↑+2H2O 负 CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+ H2O 【解析】 (1)①根据流程图判断电解食盐水得到氯酸钠; ②ClO2发生器中,NaClO3和盐酸发生反应,生成NaCl、ClO2、Cl2、H2O; (2)燃料从负极通入,电解质为酸性介质,则产物为二氧化碳; (3)制备纳米Cu2O,故铜电极为阳极。 (1)①根据流程图可以知道:食盐水电解得出到氯酸钠,根据电解池原理,Cl-失电子,在阳极放电,则阴极放电的是H+,生成氢气,其电解离子方程式为:Cl-+3H2O3H2↑+ClO3-; ②ClO2发生器中,NaClO3和盐酸发生反应,生成NaCl、ClO2、Cl2、H2O,用化学方程式表示并标出电子转移的方向及数目为:=2ClO2↑+2NaCl+Cl2↑+2H2O; (2)在燃料电池中,燃料从负极通入,故Pt(a)电极是电池的负极,电解质为酸性介质,电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+; (3)制备纳米Cu2O,故铜电极为阳极,电极反应为:2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+ H2O。  
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有一种节能的氯碱工业新工艺,将电解池与燃料电池相组合,相关流程如图所示(电极未标出)。回答下列有关问题:

(1)电解池的阴极反应式为_____________

(2)通入空气一极的电极反应式为_____________。燃料电池中阳离子的移动方向是_____________ (“从左向右从右向左”)

(3)电解池中产生 2molCl2,理论上燃料电池中消耗标准状况下_____________LO2

(4) abc 由大到小的顺序为:_____________

(5)二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,可由 KClO3H2SO4存在下与 Na2SO3反应制得。请写出反应的离子方程式_____________

 

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磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)可再生利用,其工艺流程如下:

已知:碳酸锂在水中的溶解度,0℃时为1.54g,90℃时为0.85g,100℃时为0.71g。

(1)上述流程中至少需要经过______次过滤操作。

(2)“氧化”发生反应的离子方程式为__________;若用HNO3代替H2O2不足之处是_____

(3)①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下,在Fe(OH)3悬浊液中,当溶液的pH=3.0时,Fe3+的浓度为________mol/L。

②实际生产过程中,“调节pH”生成沉淀时,溶液pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如下表:

pH

3.5

5.0

6.5

8.0

10.0

12.0

ω(Fe)/%

66.5

79.2

88.5

97.2

97.4

98.1

ω(Li)/%

0.9

1.3

1.9

2.4

4.5

8.0

 

则最佳的沉淀pH=________

(4)“沉锂" 时的温度应选(填标号)______为宜,并用___洗涤(填“热水" 或“冷水")。

a.90℃            b.60 ℃            c.30 ℃                d.0 ℃

(5)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池放电时正极的电极反应式为________

(6)工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备 LiFePO4,该反应的化学方程式为________

 

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氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列有关含氮物质的问题:

(1)图是1molNO21molCO反应生成CO2NO过程中能量变化示意图,请写出NO2CO反应的热化学方程式______________________________________________

恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是________填序号

A.容器内混合气体颜色不再变化    容器内的压强保持不变

C.v(NO2)=v(NO)                       容器内混合气体密度保持不变

(2)汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:

N2(g)+O2(g)2NO(g) ∆H>0,已知该反应在2404℃时,平衡常数K=64×10-4

该温度下,某时刻测得容器内N2O2NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L4.0×10-2mol/L3.0×10-3mol/L,此时反应的正反应速率和逆反应速率的关系:v_____v(“>”“<”“=”)

(3)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%KOH溶液。总电池反应为N2H4+O2=N2+2H2O。该电池放电时,负极的电极反应式是______________

(4)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与NH4Cl类似。写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式____________

 

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高氯酸铵(NH4ClO4)可用作火箭推进剂等。制备NH4ClO4的工艺流程如下:

(1)电解NaClO3溶液时,ClO3-____极发生反应,其电极反应式为____

(2)“除杂有两种方案。

①方案1:加入盐酸和H2O2溶液,NaClO3转化为ClO2,化学方程式为______

方案2:加入氨水和FeCl2∙4H2ONaClO3转化为Cl-,离子方程式为____,如果FeCl2∙4H2O过量会出现黑色磁性沉淀,该沉淀可能是______(填化学式)

②比较氧化性:ClO3-_____ClO4-(“>”“<”)

③两种方案相比,方案1的优点是____(答一条即可)

(3)“反应时用NaClO4NH4Cl90℃制备NH4ClO4。如果用浓盐酸和液氨代替NH4Cl,则无需加热,原因是____

(4)该流程中可循环利用的物质是_________(填化学式)

 

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NH3可用于制氮肥尿素、碳铵等HNO3、铵盐、纯碱,还可用于制合成纤维、塑料、染料等。回答下列问题:

(1)传统的联氨(N2H4)合成方法是用NaClO溶液氧化NH3得到,反应的化学方程式为________________。联氨的电子式为________________

(2)已知①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92.4kJ/mol,②N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) ∆H=-624kJ/mol,则反应2NH3(g) +2H2O(l)N2H4(l)+O2(g) +3H2(g)∆H=________,该反应的平衡常数表达式为________________,在常温下该反应________(不能”)自发进行。为了提高N2H4的产率,下列措施可行的是____________________

A.增加H2O(l)的量  B.增大压强   C.降低温度    D.及时导出O2

(3)现在采用电解法合成氨,在电解法合成氨的过程中,用石墨作电极,阳极通入________________,阴极通入________________,阴极的电极反应式为________________

 

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