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【化学】吉林省舒兰市第一高级中学2018-2019学年高二上学期期中考试(解析版)
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吉林省舒兰市第一高级中学2018-2019学年高二上学期期中考试
1.下列物质溶于水,能使水的电离程度变大的是( )
A. HCl B. NaHSO4 C. CH3COOH D. Na2CO3
【答案】D
【解析】
HCl电离出的氢离子抑制水电离;NaHSO4电离出的氢离子抑制水电离;CH3COOH电离出的氢离子抑制水电离;Na2CO3水解促进水电离,所以能使水的电离程度变大的是Na2CO3,故D正确。
点睛:酸电离出的氢离子、碱电离出的氢氧根离子抑制水电离;盐电离出的弱酸根离子、弱碱阳离子水解能促进水电离。
2.下列说法正确的是
A. HS-的水解方程式为:HS-+ H2OH3O++S2-
B. CH3COOH 溶液加水稀释后,溶液中的值减小
C. 将pH =4的盐酸稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低
D. 100℃时,pH=12的纯碱溶液中:c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1
【答案】B
【解析】
【详解】A、HS-的水解方程式为HS-+H2OH2S+OH-,故A错误;
B、同一种溶液,溶液的体积相同,即物质的量浓度比值等于其物质的量变化,加水稀释促进CH3COOH的电离,CH3COO-的物质的量增大,CH3COOH的物质的量减小,即c(CH3COOH)/c(CH3COO-)比值减小,故B正确;
C、根据水的离子积,盐酸溶液稀释,c(OH-)增大,故C错误;
D、水的离子积受温度的影响,升高温度,水的离子积增大,100℃时水的离子积为1×10-12,溶液中c(OH-)=1mol·L-1,故D错误。答案选B。
3.下列说法正确的是
A. 向0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中滴加酚酞,溶液变红色
B. Al3+、NO3-、Cl-、CO32-、Na+可大量共存于pH=2的溶液中
C. 乙醇和乙酸都能溶于水,都是电解质
D. 分别与等物质的量的HCl和H2SO4反应时,消耗NaOH的物质的量相同
【答案】A
【解析】
A、碳酸钠水解,溶液显碱性,向0.1mol/LNa2CO3溶液中滴加酚酞,溶液变红,A正确;B、Al3+与CO32-水解相互促进,不能大量共存,pH=2的溶液显酸性,碳酸根离子也不能大量共存,B错误;C、乙醇是非电解质,C错误;D、盐酸是一元强酸,硫酸是二元强酸,分别与等物的量的HCl和H2SO4反应时,消耗NaOH的物质的量不相同,D错误,答案选A。
4.在溶液导电性实验装置里,分别注入20 mL 4 mol·L-1的醋酸和20 mL 4 mol·L-1的氨水,灯光明暗程度相似,如果把这两种溶液混合后再试验,则
A. 灯光明暗程度不变 B. 灯光变暗 C. 灯光变亮 D. 灯光明暗程度变化不明显
【答案】C
【解析】
【分析】
电解质的导电能力与溶液离子浓度和所带电荷数多少有关,溶液中离子浓度越大,所带电荷数越多,导电能力越强。
【详解】相同条件下,等体积等浓度的醋酸和氨水,灯光明暗程度相似,说明两种物质电离程度相抵,CH3COOH和NH3·H2O属于弱电解质,等体积等浓度混合发生:CH3COOH+NH3·H2O=CH3COONH4+H2O,CH3COONH4是可溶的强电解质,溶液中离子浓度增大,因此灯光变亮,故C正确。
5.下面提到的问题中,与盐的水解有关的是
①明矾和FeCl3可作净水剂
②为保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量盐酸
③实验室配制AlCl3溶液时,应先把它溶解在盐酸中,而后加水稀释
④NH4Cl溶液可作焊接中的除锈剂
⑤实验室盛放Na2SiO3溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不能用玻璃塞
⑥用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
⑦在NH4Cl或AlCl3溶液中加入金属镁会生成氢气
⑧草木灰与铵态氮肥不能混合施用
⑨加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体.
A. ①④⑦ B. ②⑤⑧ C. ③⑥⑨ D. 全部
【答案】D
【解析】
①明矾和FeCl3净水,利用Al3+、Fe3+水解成氢氧化铝胶体和氢氧化铁胶体,吸附水中悬浮固体小颗粒达到净水的目的,与盐类水解有关,故①正确;②FeCl3在水溶液中发生Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,为了抑制FeCl3的水解,需要加入少量的盐酸,与盐类水解有关,故②正确;③AlCl3的水溶液中存在:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,为了抑制Al3+的水解,因此需要把AlCl3先溶解在盐酸中,然后再加水稀释到需要的浓度,与盐类水解有关,故③正确;④NH4Cl溶液中存在NH4++H2ONH3·H2O+H+,氯化铵的水溶液显酸性,因此可以作焊接的除锈剂,与盐类水解有关,故④正确;⑤Na2SiO3溶液存在SiO32-+H2OHSiO3-+OH-,硅酸钠溶液显碱性,与SiO2发生反应,因此盛放硅酸钠溶液的试剂瓶用橡皮塞,不能用橡胶塞,硅酸钠溶液显碱性,与盐类水解有关,故⑤正确;⑥两者发生双水解,产生氢氧化铝和CO2,与盐类水解有关,故⑥正确;⑦NH4Cl、AlCl3属于强酸弱碱盐,NH4+、Al3+水解造成溶液显酸性,H+与Mg反应生成H2,因此与盐类水解有关,故⑦正确;⑧草木灰的成分是K2CO3,其水溶液显碱性,铵态氮肥的水溶液显酸性,两者混合使用发生双水解反应,降低铵态氮肥的肥效,因此与盐类水解有关,故⑧正确;⑨AlCl3的水溶液中存在:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,盐类水解是吸热反应,加热促进水解以及HCl的挥发,加热蒸干氯化铝得到氢氧化铝固体,因此与盐类水解有关,故⑨正确;综上所述,选项D正确。
6.下列各组离子能在指定溶液中,大量共存的是
①无色溶液中:K+、Cl-、Na+、SO42-
②pH=11的溶液中:CO32-、Na+、AlO2 -、NO3-、S2-、SO32-
③水电离的c(H+)=10-12mo1·L-1的溶液中:Cl-、HCO3-、 NO3-、NH4+
④加入Mg能放出H2的溶液中:Mg2+、 NH4+、 Cl-、K+、SO42-
⑤使石蕊试液变红的溶液中:Fe2+、MnO4-、NO3-、Na+、SO42-
⑥酸性溶液中:Fe2+、Al3+、NO3-、I-、Cl-、S2-
A. ①②⑤ B. ①③⑥ C. ②④⑤ D. ①②④
【答案】D
【解析】
【详解】①在指定的溶液中能够大量共存,故①符合题意;
②在指定溶液中能够大量共存,故②符合题意;
③水电离的c(H+)=10-12mol·L-1,该溶液可能为酸或碱,HCO3-既不能与H+大量共存,也不能与OH-大量共存,指定溶液中不能大量共存,故③不符合题意;
④加入Mg能放出H2,该溶液为酸性,指定的溶液中能够大量共存,故④符合题意;
⑤MnO4-具有强氧化性,能把Fe2+氧化,石蕊变红,说明溶液显酸性,NO3-、H+、Fe2+不能大量共存,故⑤不符合题意;
⑥酸性条件下,NO3-具有强氧化性,能与Fe2+、I-、S2-发生氧化还原反应,指定溶液中不能大量共存,故⑥不符合题意;
综上所述,选项D正确。
7.室温下,下列事实不能说明NH3•H2O为弱电解质的是
A. 0.1 mol•L-1 NH3•H2O溶液的pH小于13
B. 0.1 mol•L-1 NH4Cl溶液的pH小于7
C. 向0.1 mol•L-1 NH3•H2O溶液中加入MgCl2溶液产生白色沉淀
D. 相同条件下,浓度均为0.1 mol•L-1的NaOH溶液和氨水,氨水的导电能力弱
【答案】C
【解析】
【分析】
弱电解质的判断从以下角度进行分析:①弱电解质的定义,部分电离;②弱电解质溶液存在电离平衡,条件改变,平衡移动;③弱电解质的盐能水解。
【详解】A、假设NH3·H2O为强电解质,其pH=13,现在测得pH小于13,说明NH3·H2O为弱碱,故A不符合题意;
B、NH4Cl溶液的pH7,则H2A是弱酸;若pH7,说明HA-发生水解,即H2A为弱酸,pHV1=V2,故选项B正确。
【点睛】本题的易错点,学生认为1molBa(OH)2中含有2molOH-,1molNaOH中含有1molOH-,得出V1>V2,忽略了pH相同,溶液中c(OH-)相同,与是一元强碱还是二元强碱无关。
10.相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,下列说法正确的是
A. pH相等的两溶液中:c(CH3COO—)=c(Cl—)
B. 分别中和pH相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同
C. 相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同
D. 相同浓度的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COO—)=c(Cl—)
【答案】A
【解析】
【详解】A、在pH相等的两种溶液中,氢离子的浓度相同,根据溶液中电荷守恒可知阴离子浓度相等,即c(CH3COO-)=c(Cl-),故A正确;
B、醋酸为弱酸,是弱电解质只能部分电离,与pH相同的强酸溶液比起来,与其他物质反应时,可以持续电离出氢离子,平衡右移,所以醋酸消耗的氢氧化钠的量要更多一些,故B错误;
C、反应刚开始时,醋酸弱酸部分电离,与同等浓度的强酸比较,反应速率会慢一些,故C错误;
D、当醋酸恰好与NaOH反应时,弱酸根水解呈现出碱性,应为c(CH3COO-)<c(Cl-),故D错误。
综上所述,本题的正确答案为A。
11.观察如图装置,下列说法正确的是
A. a、b接电流表,该装置为原电池
B. a、b接直流电源,该装置为电解池
C. a、b接直流电源,铁可能不易被腐蚀
D. a、b接电流表或接直流电源,铁都可能是负极
【答案】C
【解析】
【详解】A、如果液体c为乙醇等非电解质,则不符合构成原电池的条件,故A错误;
B、如果液体c为乙醇等非电解质,该电路为断路,不能构成电解池,故B错误;
C、连接直流电源,如果让铁作阴极,按照电解原理,铁不被腐蚀,故C正确;
D、如果接电流表,构成原电池,铁作负极,如果接直流电源,构成电解池,两极的名称为阴阳极,故D错误。
12.利用下图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是
A. a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀
B. 一段时间后,a管液面高于b管液面
C. a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小
D. a、b两处具有相同的电极反应式:Fe-2e-===Fe2+
【答案】C
【解析】
试题分析:A.U型管左边装置是中性溶液,所以发生吸氧腐蚀,右边装置是酸性溶液发生析氢腐蚀,故A正确;B.左边装置发生吸氧腐蚀时,氧气和水反应导致气体压强减小,右边装置发生析氢腐蚀,生成氢气导致气体压强增大,所以右边的液体向左边移动,所以一段时间后,a管液面高于b管液面,故B正确;C.a处铁失电子生成亚铁离子,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀,所以a处pH不变;b处溶液变成硫酸亚铁溶液,溶液的pH值变大,故C错误;D.a、b两处构成的原电池中,铁都作负极,所以负极上具有相同的电极反应式:Fe-2e-=Fe2+,故D正确;故选C。
【考点定位】以铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀为载体考查了原电池原理
【名师点晴】明确钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀的条件是解本题的关键;①吸氧腐蚀:在水膜酸性很弱或呈中性时,正极上O2被还原;钢铁吸氧腐蚀:负极:2Fe-4e-=2Fe2+;正极:O2+4e-+2H2O=4OH-;总反应式为:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用:4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3,Fe(OH)3脱去一部分水就生成铁锈(Fe2O3•xH2O),铁锈疏松地覆盖在钢铁表面,不能阻止钢铁继续腐蚀;②析氢腐蚀:在水膜酸性较强时,正极上H+被还原;钢铁析氢腐蚀:负极:Fe-2e-=2Fe2+;正极:2H++2e-=H2↑;总反应式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑。
13.常温下,pH=1的乙酸溶液和pH=13的NaOH溶液,下列叙述中正确的是
A. 两种溶液等体积混合后,溶液呈碱性
B. 乙酸溶液中c(CH3COOH)大于NaOH溶液中c(Na+)
C. 分别稀释10倍,两溶液的pH之和大于14
D. 若两溶液混合后pH=7,则有c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
【答案】B
【解析】
乙酸是弱电解质、氢氧化钠是强电解质,pH=1的乙酸溶液和pH=13的NaOH溶液,乙酸浓度大于氢氧化钠,两种溶液等体积混合后,乙酸有剩余,溶液呈酸性,故A错误;乙酸是弱电解质、氢氧化钠是强电解质,所以pH=1的乙酸溶液和pH=13的NaOH溶液中,乙酸浓度大于氢氧化钠,c(CH3COOH)大于NaOH溶液中c(Na+),故B正确;分别稀释10倍,乙酸的PH在1 2之间、NaOH溶液的PH=12,两溶液的pH之和小于14,故C错误;若两溶液混合后pH=7,根据电荷守恒,c(Na+)=c(CH3COO-),故D错误。
14.在常温下,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A. 1L0.1mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的溶液中:c(NH4+)+c(Fe2+)+c(H+)=c(OH-)+c (SO42-)
B. 向饱和氯水中加入NaOH溶液至pH=7,所得溶液中:c(Na+)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(OH-)
C. 向0.10mol·L-1Na2CO3溶液中通入少量CO2的溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
D. 0.1 mol·L-1NH4HS溶液中:c(NH4+)<c(HS-)+c(H2S)+c(S2-)
【答案】D
【解析】
【详解】A、按照电荷守恒,应是c(NH4+)+2c(Fe2+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO42-),故A错误;
B、发生氧化还原反应,一个氯原子化合价升高1价,必然有一个氯原子降低1价,-1价的氯一定为Cl-,+1价的氯是HClO和ClO-,因此有c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),即c(Cl-)>c(ClO-),故B错误;
C、通入少量CO2,发生反应为Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,溶质应为NaHCO3和Na2CO3,根据物料守恒,c(Na+)HX,故A错误;
B、根据A选项分析,以及酸性强的制取酸性弱的,HZ+Y-=HY+Z-是能够发生的,故B正确;
C、根据盐类水解的规律,越弱越水解,即三种钠盐中,pH最大的是NaX,故C错误;
D、电离常数只受温度的影响,因为是相同的温度,因此HX的电离常数不变,故D错误。
21.25℃时,在浓度都为1 mol·L-1的(NH4)2SO4、NH4H CO3、NH4HSO4、NH4Cl的四种溶液中,测得c(NH4+)分别为a、b、c、d(单位为mol·L-1)。下列判断正确的是
A. a=2b=2c=2d B. a>b>c> d C. a>c>d>b D. a>c>b>d
【答案】C
【解析】
根据(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4HSO4、NH4Cl的化学式,浓度都为1 mol·L-1的溶液,(NH4)2SO4中c(NH4+)最大;溶液均存在水解平衡:NH4++H2ONH3 •H2O +H+,Cl-对NH4+水解没影响,NH4HSO4电离出的氢离子抑制NH4+水解,NH4HCO3中HCO3-的水解促进NH4+水解,所以浓度都为1 mol·L-1的(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4HSO4、NH4Cl的四种溶液中c(NH4+)从大到小的顺序是(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl、NH4HCO3,故C正确。
22.如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图,稀H2SO4溶液为电解质溶液。下列有关说法不正确的是
A. a极为负极,电子由a极经外电路流向b极
B. a极的电极反应式:H2-2e-===2H+
C. 电池工作一段时间后,装置中c(H2SO4)增大
D. 若将H2改为CH4,消耗等物质的量的CH4时,O2的用量增多
【答案】C
【解析】
试题分析:A.在氢氧燃料电池中,氢气在负极失电子,生成氢离子,则a极为负极,电子由a极流向b极,A项正确;B.a极的电极反应式是:H2-2e-= 2H+,B项正确;C.在氢氧燃料电池中,电池的总反应为2H2+O2=2H2O,则电池工作一段时间后,装置中c(H2SO4)减小,C项错误;D.1mol氢气消耗0.5mol氧气,1mol甲烷消耗2mol氧气,所以若将H2改为等物质的量CH4,O2的用量增多,D项正确;选C。
考点:考查原电池的工作原理
23.关于如图装置说法正确的是
A. 装置中电子移动的途径是:负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B. 若M为NaCl溶液,通电一段时间后,溶液中可能有NaClO
C. 若M为FeCl2溶液,可以实现石墨上镀铁
D. 若M是海水,该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀
【答案】B
【解析】
试题分析:A.装置中电子移动的途径是:负极到Fe 电极;然后是溶液中的阴离子在阳极石墨放电到电源的正极,错误;B.若 M为NaCl溶液,通电一段时间后,阳极产生H2,溶液中的NaOH与阳极产生的Cl2发生反应产生NaCl和NaClO,所以溶液中可能有NaClO,正确;C.若M为FeCl2溶液,在阳极溶液中的Fe2+失去电子变为Fe3+,所以不可能实现石墨上镀铁,错误;D.若M是海水,该装置是电解池,是外接电源的阴极保护方法使铁不被腐蚀,不是 “牺牲阳极的阴极保护法”,错误。
考点:考查电解原理的应用的知识。
24.下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO43-+2I-+2H+ AsO33-+I2+H2O”设计成的原电池装置,其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸;乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。
下列叙述中正确的是
A. 甲组操作时,电流表(A)指针发生偏转
B. 甲组操作时,溶液颜色变浅
C. 乙组操作时,C2作正极
D. 乙组操作时,C1上发生的电极反应为I2+2e-=2I-
【答案】D
【解析】
【详解】A、甲组操作时,两个电极均为碳棒,不发生原电池反应,电流表指针不发生偏转,故A错误;
B、根据题中所给反应,生成I2,溶液颜色加深,故B错误;
C、根据反应方程式,以及乙组操作,As的化合价由+3价→+5价,化合价升高,即C2为负极,故C错误;
D、根据C选项分析,C1电极反应式为I2+2e-=2I-,故D正确。
【点睛】易错点是选项C,根据所给反应方程式,反应向正反应方向进行,环境应为酸性,但是所给乙组操作中加入NaOH溶液,因此乙组的反应应是AsO33-+I2+H2O=AsO43-+2I-+2H+,As的化合价升高,即C2为负极。
25.电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡,请回答下列问题。
(1)已知部分弱酸的电离常数如下表:
弱酸
HCOOH
HCN
H2CO3
电离常数(25℃)
Ka = 1.77×10 -4
Ka=4.3×l0-10
Ka1=5.0×l0-7
Ka2=5.6×l0-11
①0.1 moI/L NaCN溶液和0.1mol/L NaHCO3溶液中,c(CN-)______c(HCO3 -)(填“>”、“c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) (8). 2 c(H+)-2c(OH-) (9). 10-6 (10). 5.2×10-5 (11). 23.6
【解析】
【详解】(1)①根据表格数据,HCN电离出H+小于H2CO3电离出H+能力,根据盐类水解中越弱越水解,即CN-水解的能力强于HCO3-,因此等浓度的NaCN和NaHCO3溶液中c(CN-)HCN>HCO3-,三种溶液浓度相同时的pH大小顺序是Na2CO3>NaCN>HCOONa,因此pH相同时,浓度大小顺序是c(HCOONa)>c(NaCN)>c(Na2CO3),即为ABC;
③HCOOH( aq) +OH -( aq)=HCOO-(aq) +H2O(1)为①,H+(aq) +OH-(aq) =H2O(1)为②,①-②得出 HCOOH(aq)HCOO-(aq)+H+(aq) △H=(b-a)kJ·mol-1;
④电离出H+能力强弱是H2CO3>HCN>HCO3-,NaCN溶液中通入少量的CO2,发生离子方程式为CN-+CO2+H2O=HCN+HCO3-;
⑤HCOONa为强碱弱酸盐,HCOO-发生水解,使溶液显碱性,即HCOO-+H2OHCOOH+OH-;=1.77×105;
(2)①当加入20.00mL盐酸时,两者恰好完全反应,即反应后溶质为NH4Cl,NH4Cl溶液显酸性,即离子浓度大小顺序是c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);
②b点所加盐酸的体积为10mL,反应后溶质为NH3·H2O和NH4Cl,且两者物质的量相等,根据电荷守恒,c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),根据物料守恒,c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-),得出:c(NH3·H2O)-c(NH4+)=2[c(H+)-c(OH-)];
③pH=10的氨水中水电离出c(H+)=10-10mol·L-1,NH4Cl溶液中水电离出c(H+)=10-4mol·L-1,比值为10-10:10-4-=1:106;
(3)①生成沉淀,需要BaCl2溶液的最小浓度,也就是BaCO3恰好达到饱和,即c(Ba2+)×c(CO32-)=Ksp(BaCO3),因为是等体积混合,忽略体积的变化,即c(CO32-)=2×10-4/2mol·L-1=1×10-4mol·L-1,混合溶液中c(Ba2+)=Ksp/c(CO32-)=2.6×10-9/(1×10-4)mol·L-1=2.6×10-5mol·L-1,即BaCl2的物质的量浓度为2.6×10-5×2mol·L-1=5.2×10-5mol·L-1;
②根据题意:=23.6。
【点睛】本题的易错点是(3)①,CO32-的浓度学生按2×10-4mol·L-1代入计算,忽略了两种溶液等体积混合,CO32-应是原来的一半,有的学生将计算出Ba2+浓度看成BaCl2浓度,学生忽略了此时Ba2+浓度是混合溶液中Ba2+浓度,不是BaCl2浓度。
26.知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理,形成如下问题(显示的电极均为石墨)。
(1)图1中,电解一段时间后,气球b中的气体是__________(填化学式),U形管________(填“左”或“右”)边的溶液变红。
(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,电解可制备“84”消毒液的有效成分,则c为电源的________极;该发生器中反应的总离子方程式为_______________________________。
(3)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。下图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
①阳极产生ClO2的电极反应式:__________________________________________________。
②当阴极产生标准状况下112 mL气体时,通过阳离子交换膜的离子物质的量为________。
【答案】 (1). H2 (2). 右 (3). 负 (4). Cl-+H2OClO-+H2↑ (5). Cl--5e-+2H2O===ClO2↑+4H+ (6). 0.01 mol
【解析】
【详解】(1)根据图1中电子移动的方向,推出右端的电极为阴极,左端的电极为阳极,右端电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,气球b收集的气体为H2,酚酞遇碱变红,即右边溶液变红;
(2)“84”消毒液的有效成分是NaClO,图2是制作消毒液发生器,阳极上Cl-生成Cl2,阴极上H2O得电子转化成H2和OH-,为了使反应更充分,下边电极生成氯气,上边电极有NaOH生成,则c为负极,该反应器的总离子方程式为Cl-+H2OClO-+H2↑;
(3)①根据Na+移动的方向,左边电极为阳极,右边电极为阴极,左边电极生成ClO2,即左边电极反应式为Cl-+2H2O-5e-=ClO2↑+4H+;
②右边电极为阴极,其电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,产生112mL的H2,转移电子物质的量为112×10-3×2/22.4mol=0.01mol,右侧产生0.01molOH-,通过阳离子交换膜0.01mol离子。
【点睛】难点是电极反应式的书写,(3)①,阳极产生ClO2,根据图中所给原料,左侧为阳极,Cl-→ClO2,1molCl-参与反应失去5mole-,即Cl--5e-→ClO2↑,根据所给原料,以及反应前后所带电荷守恒,电极反应式为Cl-+2H2O-5e-=ClO2↑+4H+。