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某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时,观察到...

某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时,观察到检流计的指针发生了偏转。

请回答下列问题:

(1)甲池为________(原电池电解池电镀池”),通入CH3OH一极的电极反应式为_____________________________________________________________

(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(正极负极阴极阳极”),总反应式为_________________________________________________________

(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时,甲池中理论上消耗O2的体积为________ mL(标准状况),丙池中________极析出________ g铜;

(4)若丙中电极不变,将其溶液换成NaCl溶液,电键闭合一段时间后,甲中溶液的pH________(增大减小不变”);丙中溶液的pH________(增大减小不变”)

 

原电池 CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag↓+O2↑+4HNO3 280 阴极 1.6 减小 增大 【解析】 (1)甲池能自发进行氧化还原反应,为原电池,则乙、丙为电解池,燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧气的电极为正极;电池反应式为甲醇和氧气反应生成二氧化碳和水,二氧化碳再和KOH反应生成碳酸钾和水; (2)乙醇中石墨A连接原电池正极,连接原电池正极的电极为阳极,A上水失电子发生氧化反应生成氧气和氢离子、Ag电极上银离子得电子发生还原反应; (3)根据转移电子相等计算消耗氧气体积,丙池中阴极上析出Cu,根据转移电子相等计算析出Cu的质量; (4)甲中发生的反应为甲醇与氧气、氢氧化钾的反应,反应消耗氢氧根离子,则pH减小,丙中电极不变,将其溶液换成NaCl溶液,则丙中电解NaCl溶液生成氢氧化钠,所以溶液的pH增大。 (1)甲池能自发进行氧化还原反应,为原电池,则乙、丙为电解池,燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧气的电极为正极,则通入甲醇的电极为负极,电极反应式为 CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O; (2)乙醇中石墨A连接原电池正极,连接原电池正极的电极为阳极,则A为阳极,A上水失电子发生氧化反应生成氧气和氢离子、Ag电极上银离子得电子发生还原反应,电池反应式为4AgNO3+2H2O═4Ag+O2↑+4HNO3; (3)B电极析出Ag时转移电子物质的量=×1=0.05mol,根据转移电子相等计算消耗氧气体积=×22.4L/mol=280mL,丙池中阴极D上析出Cu,根据转移电子相等计算析出Cu的质量=×64g/mol=1.6g; (4)甲中发生的反应为甲醇与氧气、氢氧化钾的反应,反应消耗氢氧根离子,则pH减小,丙中电极不变,将其溶液换成NaCl溶液,则丙中电解NaCl溶液生成氢氧化钠,所以溶液的pH增大。  
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考点分析:
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2-硝基甲苯和4-硝基甲苯均可用于印染行业,实验室利用下列反应和装置制备这两种物质。

(反应明显放热)

实验中可能用到的数据:

 

相对分子质量

密度/gcm-3

沸点/

溶解性

甲苯

92

0.866

110.6

不溶于水,易溶于硝基甲苯

2-硝基甲苯

137

1.162

222

不溶于水,易溶于液态烃

4-硝基甲苯

137

1.286

237.7

不溶于水,易溶于液态烃

 

实验步骤:①按体积比31配制浓硫酸与浓硝酸混合物40mL

②在三颈瓶中加入20.0mL甲苯,按图所示装好药品和其他仪器;

③向三颈瓶中加入混酸,并不断搅拌(磁力搅拌器已略去)

④控制温度约为50℃,反应大约10min,三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现;

⑤分离出2-硝基甲苯和4-硝基甲苯并称重,其总总质量为13.7g

1)在烧杯中配制该实验所需混酸的方法是___

2)步骤④的关键是控制温度,其措施有水浴加热、充分搅拌和___

3)分离产物的方案如下:

回答下列问题:

操作ii中会用到下列仪器中的___(填序号)

a.温度计   b.蒸发皿   c.锥形瓶   d.分液漏斗

该实验中2-硝基甲苯和4-硝基甲苯的总产率为___

4)实验中的无机混合物可以回收再利用,回收前需要测定各成分的浓度,取10.00mL无机混合物,加水稀释至100.00mL待用,取稀释液10.00mL,用0.1000molL-1NaOH溶液滴定至溶液呈中性,消化NaOH溶液VmL,另取稀释液10.00mL,加入过量BaCl2溶液,充分反应后过滤并将滤渣洗涤、干燥后称重,质量为Wg

①取10.00mL稀释液的过程中,酸式滴定管的初始液面为0.20mL,左手控制活塞向锥形瓶中加稀释液,此时眼睛应该___

②设计简单实验证明滤渣已经洗涤干净:___

③原无机混合物中HNO3的浓度为___molL-1(用含VW的代数式表示)

 

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四氯化锡常用作媒染剂、有机合成中的催化剂,已知SnCl4易水解,溶点为-33℃、沸电为114℃。某研究性学习小组设计如图装置(部分夹持装置及加热仪器省略)制备SnCl4

1)装置甲中反应的离子方程式为___。整个制备装置中有一处不足,改进的方法是___

2)利用改进后的装置进行实验(下同)时甲、丙均需加热,首先加热的是___处的烧瓶,冷凝管x是已中的一种,该仪器的编号是___,装置戊的用途是___

3)实验过程中装置甲中除观察到固体溶解外,还可观察到的明显变化是___

4)该小组的甲同学提出,可利用标准NaOH溶液滴定甲中剩余溶液的方法测定出盐酸与MnO2反应的最低浓度。

①滴定时所用指示剂最好是___[假设开始出现Mn(OH)2,沉淀时的pH约为6.8]

②假设实验时从甲中准确取出V2 mL剰余溶液并稀释到V3mL,然后用0.1000mol∙L-1 NaOH溶液进行滴定,滴定终点时消耗掉V1 mLNaOH溶液,则盐酸与MnO2反应时最低浓度应大于___

 

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亚铁盐在空气中一般都易被氧化,而摩尔盐[(NH4)2SO4∙FeSO4∙6H2O]比一般的亚铁盐要稳定,但受热时易分解易被氧化。其实验室的制备原理为:FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2SO4∙FeSO4∙6H2O↓

如图为制取摩尔盐的简要流程:

请回答下列问题:

1)步骤①中反应容器应尽量避免摇晃或搅拌,目的是___

2)步骤②中的操作是加热蒸发、______。为什么不能加热蒸干___

3)摩尔盐中NH4+Fe2+SO42-的检验:

①甲同学提出可以用湿润的___试纸、稀盐酸和___溶液来检验这三种离子。

②乙同学提出检验其中的Fe2+,可以用KSCN溶液和___,预期的现象和结论是___

③实际操作中,乙同学加人KSCN溶液时,发现溶液变成浅红色,于是他对自己的方法提出了怀疑。丙同学经过仔细思考认为,乙同学的方法是可行的,这是因为___

4)丁同学欲测定摩尔盐中Fe2+的含量。他称取了4.0g摩尔盐样品,溶于水,并加入适量稀硫酸,用0.20mol/LKMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液10.00mL

①本实验的指示剂是___(填字母)

A.酚酞    B.石蕊    C.甲基橙    D.不需要

KMnO4溶液置于______________ (酸式碱式”)滴定管中

③滴定终点的现象是____________________________________________________

④产品中Fe2+的百分含量是_________________________________

 

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150 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,回答下列问题:

①从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是______

②大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值将________ (偏大”“偏小无影响”)

2)酸碱中和滴定是中学化学常见实验。

某学校化学课外小组用0.2000 mol·L-1盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,试回答下列问题。

①滴定过程中,眼睛应注视_____________________________________

②在铁架台上垫一张白纸,其目的是_____________________________

③根据下表数据,计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是____mol·L1。(保留四位有效数字)

④下列实验操作对滴定结果产生什么影响(偏高偏低无影响”)?

a.观察酸式滴定管液面时,开始俯视,滴定终点平视,则滴定结果________

b.若将锥形瓶用待测液润洗,然后再加入10.00 mL待测液,则滴定结果_______

 

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某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下:

①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl

可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O

CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl

②相关物质的相对分子质量及部分物理性质:

 

C2H5OH

CCl3CHO

CCl3COOH

C2H5Cl

相对分子质量

46

147.5

163.5

64.5

熔点/

-114.1

-57.5

58

-138.7

沸点/

78.3

97.8

198

12.3

溶解性

与水互溶

可溶于水、乙醇

可溶于水、乙醇、三氯乙醛

微溶于水,可溶于乙醇

 

 

1)仪器A中发生反应的化学方程式为____________

2)装置B中的试剂是____________,若撤去装置B,可能导致装置D中副产物____________(填化学式)的量增加;装置D可采用____________加热的方法以控制反应温度在70℃左右。

3)装置中球形冷凝管的作用为____________,写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式____________

4)反应结束后,有人提出先将D中的混合物冷却到室温,再用过滤的方法分离出CCl3COOH。你认为此方案是否可行____________

5)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol•L-1碘标准溶液20.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为____________(计算结果保留三位有效数字)

滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-═CHCl3+HCOO-

HCOO-+I2═H++2I-+CO2

I2+2S2O32-═2I-+S4O62-

6)为证明三氯乙酸的酸性比乙酸强,某学习小组的同学设计了以下三种方案,你认为能够达到实验目的是____________

a.分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小

b.用仪器测量浓度均为0.1mol•L-1的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性,测得乙酸溶液的导电性弱

c.测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH,乙酸钠溶液的pH较大

 

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