满分5 > 高中化学试题 >

某小组电解K2Cr2O7溶液,研究过程如下: 实验一 电压不同时,用石墨电极电解...

某小组电解K2Cr2O7溶液,研究过程如下:

实验一  电压不同时,用石墨电极电解硫酸酸化的pH2.5的饱和K2Cr2O7 溶液,实验现象如下:

电压/V

实验现象

2.0

阳极缓慢产生少量气泡,阴极没有气泡

3.0

阳极产生较多气泡,阴极产生少量气泡

5.0

两极均快速产生大量气泡,阴极产生气泡的速率约为阳极的2

 

(1)阳极产生的气体是______________________

(2)电压为2.0 V时,阴极区检出Cr3+,结合实验现象判断在阴极放电的主要离子是_______

(3)电压高于5.0 V时,被电解的主要物质是______________

实验二 探究其他因素对电解K2Cr2O7溶液的影响。用相同强度的稳恒电流(单位时间内转移的电子数始终相同),分别电解3500 mL相同浓度的K2Cr2O7溶液,电解时间均为30 min。实验结果如下:

实验序号

电极材料

阴极:石墨

阳极:石墨

阴极:石墨

阳极:石墨

阴极:石墨

阳极:铁

加入的物质

1 mL浓硫酸

 

1 mL浓硫酸、

少量硫酸铁

1 mL浓硫酸

电极表面是否产生气泡

两极均产生气泡

两极均产生气泡

阴极:产生气泡

阳极:无明显气泡产生

Cr2O72−还原率/%

12.7

20.8

57.3

阴极变化

实验结束后取出电极,仅Ⅰ中阴极上附着银白色固体,经检验为金属Cr

 

(4)对比Ⅰ、Ⅱ可知,阴极表面是否析出金属Cr,以及Ⅱ中Cr2O72−的还原率提高均与______填离子符号)有关。

(5)Ⅲ中Cr2O72−还原率较Ⅰ、Ⅱ有较大提高,分析其原因:

①阳极区:阳极反应:_______,进而使Cr2O72−被还原。

②阴极区:由于_______,进而促进了Cr2O72−在阴极区被还原,依据的实验现象是___________

(6)工业上处理含Cr2O72−的废水,用铁作阳极,控制一定的电压,初始pH34,将Cr2O72−最终转化为难溶的Cr(OH)3除去,结合上述实验,电压不宜过高、pH不宜过小的目的,除节约成本和防止腐蚀设备外,还有__________

 

O2 Cr2O72− H2O(H+和OH−) Fe3+ Fe–2e−=Fe2+ Fe3+迁移进入阴极区,在阴极得电子生成Fe2+ Ⅱ中比Ⅰ中的Cr2O72−还原率高,Ⅱ、Ⅲ中阴极上均没有析出Cr 避免电压过高、pH过小导致H+在阴极放电,从而降低Cr2O72−的还原率;pH过小不利于Cr3+转化为Cr(OH)3 【解析】 实验一(1)用石墨电极电解硫酸酸化的pH=2.5的饱和K2Cr2O7 溶液,根据阴离子放电顺序判断,阳极产生的气体; (2)电压为2.0 V时,阴极为阳离子放电,阴极区检出Cr3+,只有Cr2O72-离子含有Cr元素,结合实验现象分析; (3)电压高于5.0 V时,两极均快速产生大量气泡,阴极产生气泡的速率约为阳极的2倍,生成的气体为氧气和氢气; 实验二(4)对比Ⅰ、Ⅱ可知,其他条件都相同,Ⅱ中多加入少量硫酸铁,据此分析; (5)①Ⅲ中阳极为活泼电极铁,电极参与电解反应; ②阳离子向阴极移动,且Fe2+具有还原性; (6)结合实验一种的实验结果,电压过高或pH过小导致H+在阴极放电,从而降低Cr2O72−的还原率;pH过小不利于Cr3+转化为Cr(OH)3。 实验一 (1)用石墨电极电解硫酸酸化的pH=2.5的饱和K2Cr2O7 溶液,阳极上为阴离子放电,溶液中含有的阴离子为Cr2O72-、OH-,根据阴离子放电顺序,OH-在阳极放电,OH-来自于水的电离,电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,阳极产生的气体为O2; (2)电压为2.0 V时,阴极为阳离子放电,溶液中阳离子为H+、K+,根据放电顺序,阴极为H+放电生成氢气,但阴极没有气泡,检出Cr3+,只有Cr2O72-离子含有Cr元素,则阴极放电的主要离子是Cr2O72-; (3)电压高于5.0 V时,两极均快速产生大量气泡,阴极产生气泡的速率约为阳极的2倍,则可判断两极生成的气体为氢气和氧气,结合溶液中存在的离子:Cr2O72-、OH-、H+、K+,故电压高于5.0 V时,阴极H+放电,阳极OH-放电,被电解的主要物质是是H2O(H+和OH−); 实验二 (4)对比Ⅰ、Ⅱ可知,,其他条件都相同,Ⅱ中多加入少量硫酸铁,溶液中本身含有硫酸根离子,则可以断定,Fe3+与阴极表面是否析出金属Cr,以及Ⅱ中Cr2O72−的还原率提高均有关; (5)①Ⅲ中阳极为活泼电极铁,电极参与电解反应,阳极的电极反应为:Fe–2e−=Fe2+; ②由于中的电解液为浓硫酸,具有强氧化性,阳极产生的Fe2+被氧化为Fe3+,又因为阳离子向阴极移动,Fe3+迁移进入阴极区,在阴极得电子生成Fe2+,且Fe2+具有还原性,进而促进了Cr2O72−在阴极区被还原; (6)工业上处理含Cr2O72−的废水,用铁作阳极,控制一定的电压,初始pH为3~4,将Cr2O72−最终转化为难溶的Cr(OH)3除去,结合上述实验,电压不宜过高、pH不宜过小的目的,除节约成本和防止腐蚀设备外,根据实验一实验结果,还有需要避免电压过高或pH过小导致H+在阴极放电,从而降低Cr2O72−的还原率;pH过小不利于Cr3+转化为Cr(OH)3。  
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

培哚普利主要用于治疗高血压与充血性心力衰竭,其合成路线如下:

 

已知:ⅰ.

ⅱ.DCC是一种很强的脱水剂。

(1)芳香烃A的名称是___________________

(2)B→C所需的试剂及条件是________________

(3)C→D的化学方程式是____________________

(4)D→E的反应类型是______________________

(5)F的结构简式是____________________________

(6)K存在互变异构体K′G可由如下路线合成:

X含有五元环和碳碳双键,其结构简式是______

②上述合成培哚普利的路线中,将Y转化为G,再与F反应,而不直接用Y的主要目的是______,与合成路线中______________填字母)的转化目的相同。

 

查看答案

研究13-丁二烯和Br2以物质的量之比为11加成时的反应:

 

文献:Ⅰ.一般情况,在相同条件下,化学反应的活化能(E)越大,化学反应速率越小。

Ⅱ.13-丁二烯和Br2以物质的量之比为11加成时的反应过程和能量变化的示意图如下:

(1)已知:

    ΔH1-a(a0) kJ·mol−1       ΔH2+c(c0) kJ·mol−1

①稳定性:A ______ B(填“>”“<”)。

②气态13-丁二烯和液态Br2以物质的量之比为11加成生成液态B的热化学方程式是______

(2)探究12-加成和14-加成的影响因素。

实验13-丁二烯和Br2以物质的量之比11加成,不同温度,相同时间内测定AB在产物中的含量,低温时产物以A为主,较高温时以B为主。

实验加热实验1中低温时的反应产物,A的含量减少,B的含量增大。

实验在实验1的基础上,充分延长反应时间,无论是低温还是高温,产物中B的含量均增大。

①结合反应过程和能量变化的示意图,解释实验1中低温时产物以A为主的原因:______

②说明实验2中,升高温度,A转化为B经历的物质转化过程:______

③综上所述,有利于14加成的措施是__________________

 

查看答案

某炼锌厂利用含ZnO的烟尘脱除硫酸工艺烟气中的SO2ZnSO4

已知:Ⅰ.ZnSO3·H2O微溶于水,ZnSO4易溶于水。

Ⅱ.25℃时,溶液中S+4价)各组分的物质的量分数随pH变化曲线如下图。

         

Ⅲ.O3为强氧化剂,1 mol O3被还原转移2 mol e,同时生成1 mol O2

(1)SO2造成的环境问题主要是_____________________

(2)ZnOSO2转化为ZnSO3·H2O的化学方程式是_____________________________

(3)ZnSO3·H2O悬浊液转化为ZnSO4时,因其被O2氧化的速率很慢,易造成管道堵塞,实验室模拟O3氧化解决该问题。初始时用盐酸将5% ZnSO3悬浊液调至 pH3.5,以一定的进气流量通入O3,研究O3氧化ZnSO3·H2O,其中溶液pH随时间变化的曲线如下:

pH3.5的溶液中含S+4价)的离子主要是____________________

②一段时间后,溶液的pH减小,此过程中主要反应的离子方程式是________________

③解释O3氧化可防止管道堵塞的原因:___________________

 

查看答案

某铜合金中Cu的质量分数为80%90%,还含有Fe等。通常用间接碘量法测定其中Cu的含量,步骤如下:

Ⅰ.称取a g样品,加入稀H2SO4H2O2溶液使其溶解,煮沸除去过量的H2O2,冷却后过滤,滤液定容于250 mL容量瓶中;

Ⅱ.取50.00 mL滤液于锥形瓶中,加入NH4F溶液,控制溶液pH34,充分反应后,加入过量KI溶液,生成白色沉淀,溶液呈棕黄色;

Ⅲ.向Ⅱ的锥形瓶中加入c mol·L−1 Na2S2O3溶液滴定,至锥形瓶中溶液为浅黄色时,加入少量淀粉溶液,继续滴至浅蓝色,再加入KSCN溶液,剧烈振荡后滴至终点;

Ⅳ.平行测定三次,消耗Na2S2O3溶液的体积平均为v mL,计算铜的质量分数。

已知:ⅰ.FFe3+生成稳定的FeF63−(无色)。

ⅱ.I2在水中溶解度小,易挥发。

ⅲ.I2+I I3(棕黄色)。    

ⅳ.I2+2Na2S2O3== 2NaI+Na2S4O6(无色)。               

(1)Ⅰ中Cu溶解的离子方程式是__________________________

(2)Ⅱ中Cu2+I反应生成CuI白色沉淀和I2

①加入NH4F溶液的目的是__________________________

Cu2+I反应的离子方程式是_________________________

③加入过量KI溶液的作用是________________________________

(3)室温时,CuSCN的溶解度比CuI小。CuI沉淀表面易吸附I2I3,使测定结果不准确。Ⅲ中,在滴定至终点前加入KSCN溶液的原因是_

(4)样品中Cu的质量分数为______(列出表达式)

 

查看答案

探究甲醛与新制的Cu(OH)2的反应:

(1)6 mL 6 mol·L−1 NaOH溶液中滴加82%CuSO4溶液,振荡,加入0.5 mL15%甲醛溶液,混合均匀,水浴加热,迅速产生红色沉淀,其周围剧烈产生无色气体。

(2)反应停止后分离出沉淀,将所得沉淀洗净后加入浓盐酸,不溶解。

(3)相同条件下,甲酸钠溶液与新制的Cu(OH)2反应,未观察到明显现象。

已知:Cu2O[CuCl2],甲醛是具有强还原性的气体。

下列说法正确的是

A.红色沉淀的主要成分不是Cu2O,可能是Cu

B.将产生的无色气体通过灼热的CuO后得到红色固体,气体中一定含有CO

C.从甲醛的结构 推测,其氧化产物可能为碳酸(),因此实验中得到的无色气体是CO2

D.含有-CHO的有机物都可以被新制Cu(OH)2氧化

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.