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(10分)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低...

(10分)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应,转化为乙醇和乙酸,总反应如下:2CH3CHO+H2O满分5 manfen5.comCH3CH2OH+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,其装置示意图如图所示。

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(1)若以锌锰碱性电池为直流电源,该电池总反应式为Zn+2MnO2+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)2该电池的a电极的电极反应式为_____________________________________________。

(2)电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体。电极反应式如下:

阳极:①4OH-4e===O2↑+2H2O。

②_______________________________________________。

阴极:①__________________________________________。

②CH3CHO+2e+2H2O===CH3CH2OH+2OH

(3)电解过程中,某时刻测定了阳极区溶液中各组分的物质的量,其中Na2SO4与CH3COOH的物质的量相同。此时刻下列关于阳极区溶液中各微粒浓度关系的说法正确的是                (填序号)。

a.c(Na)=2c(CH3COOH)+2c(CH3COO)

b.c(Na)+c(H)=c(SO42)+c(CH3COO)+c(OH)

c.c(Na)>c(CH3COOH)>c(CH3COO)>c(OH)

(4)已知:乙醛、乙醇的沸点分别为20.8 ℃、78.4 ℃。从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是                    

 

(1) 2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-。(2分) (2)②CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+ (2分) ①4H++4e-=2H2↑或2H++2e-=H2↑或4H2O+4e-=2H2↑+4OH-(2分) (3)ac(2分) (5)分馏或蒸馏 (2分) 【解析】 试题分析:(1)a电极与电解池的阳极相连,这说明a是正极。根据电池总反应式Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2可正极是二氧化锰得到电子,则该电池的a电极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-。 (2)电解池中阳极失去电子,除了氢氧根放电外,乙醛失去电子转化为乙酸,反应的电极反应式外CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+;阴极得到电子,除了乙醛得到电子转化为乙醇以外,溶液中的氢离子也得到电子转化为氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑。 (3)电解过程中,某时刻测定了阳极区溶液中各组分的物质的量,其中Na2SO4与CH3COOH的物质的量相同。此时刻下列关于阳极区溶液中各微粒浓度关系的说法正确的是 (填序号)。 a.根据物料守恒可知c(Na+)=2c(CH3COOH)+2c(CH3COO-),a正确;b.根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(CH3COO-)+c(OH-)可知c(Na+)+c(H+)=c(SO42-)+c(CH3COO-)+c(OH-)是错误的,b不正确;c.醋酸是一元弱酸,电离常数小,则溶液中c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(OH-),c正确,答案选ac。 (4)已知:乙醛、乙醇的沸点分别为20.8 ℃、78.4 ℃,由于二者互溶,所以从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是蒸馏。 考点:考查电化学原理的应用、溶液中离子浓度比较以及物质的分离与提纯  
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(16分)平衡指的是两个相反方向的变化最后所处的运动状态;中学阶段涉及的平衡有气体可逆反应的平衡、酸碱电离平衡、水解平衡及沉淀-溶解平衡等。

(1)现有容积为1 L的恒温恒容密闭容器,向其中加入2 mol A气体和2 mol B气体后发生如下反应:A(g)+B(g)满分5 manfen5.com C(g) △H=a kJ·mol-1,20s后,反应达到平衡状态,生成1 mol C气体,放出热量Q1kJ。回答下列问题。

①20s内B气体的平均化学反应速率为___________

②下列各项中能说明该反应已经达到平衡状态的有               

A.容器中气体的平均相对分子量不随时间而变化   

B.消耗1molA的同时消耗1molB

C.容器中气体的密度不随时间而变化         

D.C的体积分数不随时间而变化    

保持容器温度和容积不变,若开始时向容器中加入2molC气体,反应达到平衡时,吸收热量Q2kJ,则Q1 与Q2的相互关系正确的是____________(填字母)。

(A)Q1 + Q2 = 2a   (B) Q1 + 2Q2 < 2a   (C)Q1 + 2Q2 > 2a(D)Q1 + Q2 < a

在原平衡基础上,保持容器温度和容积不变,向容器中再通入bmolA气体,,重新达平衡后,B气体的转化率为60%,则b=             

(2)亚磷酸(H3PO3)是二元酸,与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3

25℃H3PO3满分5 manfen5.comH+H2PO的电离常数Ka=8.0×103 mol·L-1,该温度下NaH2PO3

水解反应的平衡常数Kh              mol·L-1亚磷酸具有强还原性,可使碘水褪色。若向NaH2PO3溶液中加入少量I2,则溶液中满分5 manfen5.com             (填“变大”“变小”“不变”)。

(3)图为某温度下,PbS(s)、ZnS(s)、FeS(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,溶液的S2浓度、金属阳离子浓度变化情况。

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如果向三种沉淀中加盐酸,最先溶解的是    (填化学式)。向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb2+、Fe2+的溶液,振荡后,ZnS沉淀会转化为           (填化学式)沉淀。

 

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(12硼镁泥是一种工业废料,主要成份是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,以此为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:

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根据题意回答下列问题:

(1)实验中需用1 mol·L-1的硫酸80mL,若用98%的浓硫酸来配制,除量筒、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有                              

(2)加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀,该反应的离子方程式:          

(3)在调节pH=5~6之前,还有一种离子也会被NaClO氧化,该反应的离子方程式为       

(4)如何检验滤液中Fe3+是否被除尽,简述检验方法                               

(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:

度(℃)

40

50

60

70

MgSO4

30.9

33.4

35.6

36.9

CaSO4

0.210

0.207

0.201

0.193

除钙”是将MgSO4CaSO4混合溶液中的CaSO4除去根据上表数据,简要说明主要操作步骤                                 

(6)如果提供的硼镁泥共100 g,得到的MgSO4·7H2O 196.8 g,则MgSO4·7H2O的产率为        

 

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(10铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:

(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为:

3FeS2+8O2满分5 manfen5.com6SO2+Fe3O4,若3 mol FeS2参加反应转移        mol电子。

(2)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为                             ;腐蚀废液回收得到金属铜还需要的试剂为            

(3)与明矾相似,硫酸铁也可用作絮凝剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是                                     

(4)下表中,对陈述I、II及其有无因果关系的判断,都正确的是_____(填字母)

选项

陈述I

陈述II

判断

A

铁是地壳中含量最高的金属元素

铁是人类最早使用的金属材料

I对;II对;有

B

常温下铁与稀硫酸反应生成氢气

高温下氢气能还原氧化铁生成铁

I对;II对;无

C

铁属于过渡金属元素

铁和铁的某些化合物可以用作催化剂

I错;II对;无

D

铁在空气中表面生成致密氧化膜

可用铁罐储存运输浓硫酸、浓硝酸

I对;II对;有

 

 

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在标准状况下,将a L NH3完全溶于水得到V mL氨水,溶液的密度为ρg·cm-3,溶质的质量分数为w,溶质的物质的量浓度为c mol·L-1。下列叙述中正确的是

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③若上述溶液中再加入V mL水后,所得溶液的质量分数大于0.5w

50g上述溶液加入一定量的水稀释成0.5 c mol·L-1,则加入水的体积应大于50mL

A.①④           B.②③           C.①③          D.②④

 

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对于可逆反应N2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.com2NH3(g)  △H<0,下列研究目的和示意图相符的是

 

A

B

C

D

研究

目的

压强对反应的影响(P2>P1

温度对反应的影响

平衡体系增加N2对反应的影响

催化剂对反应的影响

图示

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