请回答氯碱工业中的如下问题:
(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k= (要求写出计算表达式和结果);
(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)、③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是 (填序号);
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中X、Y分别是 、 (填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小 ;
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应,正极: ;负极: ;
③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处) 、 。
(1)工业上可在碱性溶液中通过电解的方法实现由N2制取NH3:
2N2+6H2O4NH3+3O2通入N2的一极是______(填“阴极”或“阳极”)阳极的电极反应式是_________________。
(2)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料.以N2,H2为电极反应物;以HCl-NH4Cl为电解质榕液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式________________。
(3)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。若用惰性电极电解含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400mL,当阳极产生的气体672mL(标准状况下)时,溶液的c(H+)=_____(假设电解后溶液体积不变)。
(4)铁、铝是现代金属材料的主角。
已知铝的燃烧热为1675kJ/mol,2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=-822kJ/mol;
则2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △H=________;
(1)一种新型的熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质,一极通入CO气体,另一极通入空气和CO2的混合气体,制得燃料电池。该电池工作时的负极反应式为_____________; 熔融盐中CO32-的物质的量在工作时__ (填“增大”、“减少”、“不变”)。
(2)如下图所示,A为电源,B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,C、D为电解槽,其电极材料及电解质溶液见图。关闭K1,打开K2,通电后,B的KMnO4紫红色液滴向c端移动,则电源a端为_____极,通电一段时间后,观察到滤纸d 端出现的现象是:___________;
己知C装置中溶液为Cu(NO3)2和X(NO3)2,且均为0.1mol, D装置中的溶液为CuSO4溶液,打开K1,关闭K2,通电一段时间后,C装置阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如右图所示。则Cu2+、X3+氧化能力由大到小的顺序是__ ;D装置C 极的电极反应式为____________。
(3)最近,又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高。一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y2O3(Y:钇)的ZrO2(Zr:锆)固体,它在高温下能传导O2—离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油,①电池的正极反应式为________;②放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向_______极移动(填正或负)。
(4)某同学利用反应Cu+2H+=Cu2++H2↑设计实验来制取氯化铜溶液。该同学设计的装置应该为______。(填“原电池”或“电解池”)。
(1)工业上利用N2和H2合成NH3,NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法,有学者探究用电解法制备的效率,装置如图,试写出其阳极电极反应式__________________;
(2)某种铅酸蓄电池具有廉价、长寿命、大容量的特点,它使用的电解质是可溶性的甲基磺酸铅,电池的工作原理:Pb+PbO2+4H+2Pb2++2H2O
放电时,正极的电极反应式为_________;充电时,Pb电极应该连接在外接电饭的___(填“正极”或“负极”)。
(3)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇(CH3CH2OH)的一种反应原理为:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-256.1kJ/mol
己知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol
以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式为:___________。
(4)饮用水中的NO3-主要来自NH4+。已知在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下:
试写出1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式:____________。
一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
(1)己知CO的燃烧热为283kJ/mol,请写出体现CO燃烧热的热化学方程式___________。
(2)高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:
4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)+3Fe(s)△H=akJ/mol
CO(g)+Fe2O3(s)= CO2(g)+2Fe3O4(s)△H=bkJ/mol
请写出CO直接将Fe2O3还原为Fe的热化学方程式:____________(用含a,b的代数式表示△H的数值)。
(3)使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其结构如右图所示。这种传感器利用燃料电池原理,则该电池的负极反应式为_________。
电化学在日常生活中用途广泛,下图①是镁、次氯酸钠燃料电池的示意图,电池总反应式为:Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓,图②是含Cr2O72-工业废水的电化学处理示意图。下列说法正确的是(己知6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O)
A. 图②中Cr2O72-离子向惰性电极移动,与该极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去
B. 图②中阳极上的电极反应式为:Fe-3e-=Fe3+
C. 图①中发生的还原反应是:ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-
D. 若图①中7.2g镁溶解产生的电量用以图②废水处理,理论可产生32.1g氢氧化铁沉淀