第四章化学反应与电能
实验活动4:简单的电镀实验课后练习2021-2022学年高中化学人教版2019选择性必修1
一、单选题(共16题)
1.下列措施中,不符合生产实际的是(
??)
A.?电解法精炼粗铜,用纯铜作阴扱
B.?利用外加电流的阴极保护法,可以将水下的钢闸门与电源正极相连
C.?为保护地下管道中的金属铁,可将其与锌极相连
D.?在镀件上电镀锌,用锌作阳极
2.下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是(
??)
A.?图1:铁钉发生析氢腐蚀?????????????????????????????????????B.?图2:可以在铁件上镀铜
C.?图3:溶液中c(Cu2+)保持不变???????????????????????????D.?图4:将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀
3.电解精炼铜和电镀,阳极分别是(??
)
A.?粗铜、镀层???????????????????????B.?粗铜、镀件???????????????????????C.?精铜、镀层???????????????????????D.?精铜、镀件
4.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极极板,通过导线与直流电源相连。下列说法错误的是
(
??)
A.?若电镀铜,则Y为铜电极,电解液a可以是硫酸铜或氯化铜溶液
B.?若X为铁电极、Y为石墨电极,电解饱和氯化钠溶液一段时间,在两极分别滴加酚酞,X极变红色
C.?若用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,加入0.1mol的氢氧化铜溶解,刚好恢复到通电前的浓度,则电解过程中转移的电子为0.2mol
D.?若X、Y为铂电极,a溶液为250mL
CuSO4和KNO3的混合液,经过一段时间后,两极均得到标准状况下5.6L气体,则原混合液中CuSO4的物质的量浓度为1mol·L-1
5.下列过程需要通电才能进行的是(?
)
①电离②电解③电镀④电化学腐蚀
A.?①②?????????????????????????????????????B.?②④?????????????????????????????????????C.?②③?????????????????????????????????????D.?全部
6.下列有关铜片镀银的说法错误的是(
?)
A.?阳极反应式为Ag-e-=Ag+
B.?铜片应与电源正极相连
C.?电解液为AgNO3溶液
D.?镀银过程中电能转化为化学能
7.下列关于铜电极的叙述正确的是(??
)
A.?铜锌原电池中铜是负极
B.?用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C.?在镀件上电镀铜时可用铜作阳极
D.?电解食盐水时铜作阳极
8.我国现行流通的货币主要为第五套人民币,其中的一元硬币材料为钢芯镀镍,依据你所掌握的电镀原理,你认为硬币制作时,钢芯应该做()
A.?阴极?????????????????????????????????????B.?阳极?????????????????????????????????????C.?正极?????????????????????????????????????D.?负极
9.在铁制品上镀上一层锌层,以下电镀方案中合理的是(??
)
A.?锌作阳极,铁制品作阴极,溶液中含Fe2+??????????B.?锌作阴极,铁制品作阳极,溶液中含Zn2+
C.?锌作阴极,铁制品作阳极,溶液中含Fe3+??????????D.?锌作阳极,铁制品作阴极,溶液中含Zn2+
10.下列装置中铜电极的连接错误的是(??
)
A:铜锌原电池
B:电解精炼铜
C:镀件上镀铜
D:电解氯化铜溶液
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
11.下列电化学有关说法中正确的是(???
)
A.?将钢闸门与直流电源的正极相连,可降低钢闸门腐蚀速率
B.?镀锌铁制品镀层受损后,铁制品仍不易生锈
C.?粗铜精炼时,电镀液中的c(Cu2+)保持不变
D.?纯银在空气中久置变黑发生的是电化学腐蚀
12.在化学能与电能的转化过程中,下列叙述正确的是(??
)
A.?电解饱和食盐水时,阳极得到Cl2和NaOH(aq)
B.?教材所示的铜﹣锌原电池在工作时,Zn2+向铜片附近迁移
C.?电镀时,电镀槽里的负极材料发生氧化反应
D.?原电池与电解池连接后,电子从原电池负极流向电解池阳极
13.下列叙述错误的是(???
)
A.?NaHCO3、Fe(OH)3、FeCl2均可通过化合反应生成
B.?电解、电离、电镀均需要通电才可进行
C.?CO2、N2O5、SO2均为酸性氧化物
D.?水玻璃、淀粉溶液、胶体均为混合物
14.NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(
??)
A.?1L0.1
mol·L-1NaClO溶液中含有的ClO-数目为NA
B.?在电解精炼粗铜的过程中,当阴极质量增重32g时转移的电子数为NA
C.?常温常压下,1
mol分子式为C2H6O的有机物中含有C-O键的数目为NA
D.?氢氧燃料电池正极消耗22.4
L气体时,负极消耗气体的分子数为2NA
15.某小组用如图装置摸拟电镀铜和精炼铜。下列说法错误的是(
??)
A.?精炼铜时,X电极是粗铜,比铜活波的金属最终变成阳极泥
B.?电镀铜时,Y电极为待镀的金属制品
C.?电镀铜和精炼铜时,Y上的电极反应都是:
Cu2++2e-=
Cu
D.?电镀铜时,X电极是铜,溶液中的Cu2+浓度保持不变
16.若要在铁钉上镀铜,下列设计正确的是(
??)
选项
接电源正极
接电源负极
电解质溶液
A
Cu
Fe
CuSO4溶液
B
Cu
Fe
FeSO4溶液
C
Fe
Cu
CuSO4溶液
D
Fe
Cu
FeSO4溶液
A.?A??
?????????????????????????????????????????B.?B??
?????????????????????????????????????????C.?C??
?????????????????????????????????????????D.?D
二、综合题(共3题)
17.如图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。
请回答:
(1)B极是电源的________极,电极C的电极反应式为:________。
(2)若C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为________。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H电极材料是________(填“铜”或“银”),电镀液是________溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为________。
(4)一段时间后,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明________在电场作用下向Y极移动。
18.电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染,其中所含的+6价铬(以Cr2O
形式存在)是主要污染物,可采用电解法将其除去。向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体,以Fe为阴、阳电极进行电解。经过一段时间,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,从而使废水中铬含量低于排放标准。装置如图所示。
已知:pH=3.2时Fe3+完全转化为Fe(OH)3;pH=5.6时Cr3+完全转化为Cr(OH)3
(1)向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体的作用是________。
(2)B极上有大量氢气产生,电极反应为________。
(3)结合化学用语分析酸性废水中Cr2O
转化为Cr(OH)3的主要原因________。
19.Ni常被镀在金属制品上以保护金属不生锈。
(1)镀镍的方法有:方法Ⅰ:
电镀镍。以NiSO4为电镀液。
①待镀零件与电源________相连。
方法Ⅱ:化学镀。将待镀零件浸泡在含有Ni2+和H2PO2-的溶液中,在酸性等条件下发生下述反应:
(a)________Ni2++________H2PO2-+________→________Ni
++________H2PO3-+________,
(b)6H2PO2-+
2H+=
2P+
4H2PO3-+
3H2↑
上述反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金,从而达到化学镀镍的目的。
②写出并配平反应式(a)。
(2)LiNiO2是一种前景很好的锂离子电池正极材料。当温度高于850℃时,LiNiO2会分解。工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700~800℃制得
LiNiO2
,
该反应的化学方程式为________,加热温度不宜过高的原因是________,工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH,存在的缺点可能是________。
(3)以废旧二次电池为原料回收利用合成Ni(OH)2的工艺:
已知:酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+;Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
,
Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33
,
Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14;
①“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去,反应历程如下:
i.5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+;
ii.________(用离子方程式表示)。
②调pH=5操作时,已知溶液中Ni2+浓度为2.0mol/L,则“滤渣II”中是否存在Ni(OH)2沉淀?________(列式计算,并使用必要的文字说明)。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
B
【解析】【解答】A.电解精练铜的过程中,纯铜做阴极,粗铜做阳极,符合生产实际,A不符合题意;
B.钢闸门与电源的正极相连为阳极,发生失电子的氧化反应,被腐蚀,不符合生产实际,B符合题意;
C.将金属铁与锌相连时,由于金属性Zn>Fe,锌为负极,发生失电子的氧化反应,地下管道中的铁被保护,符合生产实际,C不符合题意;
D.电镀时,镀件做阴极,镀层金属做阳极,因此在镀件上电镀锌时,锌为镀层金属,用锌做阳极,符合生产实际,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.根据电解精练铜进行分析;
B.结合金属的腐蚀与防护分析;
C.根据金属的腐蚀与防护分析;
D.根据电镀过程分析;
2.【答案】
D
【解析】【解答】A.该电解质溶液的酸碱性未知,无法判断铁钉发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀,A不符合题意;
B.在铁件上镀铜,则铁件为镀件,应做阴极,与电源的负极相连,铜为镀层金属,做阳极,与电源的正极相连,B不符合题意;
C.电解精炼铜的初期,由于粗铜中含有Zn、Fe等活泼金属,阳极由Zn、Fe发生失电子的氧化反应,此时阴极由电解质溶液中的Cu2+发生得电子的还原反应,因此电解过程中,溶液中c(Cu2+)减小,C不符合题意;
D.将输油管与电源负极相连,则输油管作为阴极,由溶液中的阳离子发生得电子的还原反应,起到保护作用,可防止输油管腐蚀,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据析氢腐蚀的过程分析;
B.根据电镀过程分析;
C.根据电解精炼铜的过程分析;
D.根据外加电流的阴极保护法分析;
3.【答案】
A
【解析】【解答】电解精炼铜和电镀都是利用电解池原理发生的反应,阳极发生氧化反应,逐渐溶解,所以电解精炼铜中阳极为粗铜,电镀中阳极为镀层金属,阴极发生还原反应,质量增加。
故答案为:A。
【分析】电解法精炼铜时,粗铜为阳极,精铜为阴极。
4.【答案】
C
【解析】【解答】A、根据电镀池的构成:镀层材料作阳极,镀件作阴极电解质溶液为含有镀层金属阳离子的盐溶液来判断,A不符合题意;
B、根据电解饱和氯化钠溶液的原理判断,B不符合题意;
C、电解硫酸铜溶液的反应方程式为:
2CuSO4+2H2O
2Cu+
2H2SO4+O2↑
从上述方程式可以看出,电解硫酸铜过程中,只析出铜和释放出氧气。因此电解后加入CuO就可以使溶液复原。本题加入Cu(OH)2后溶液复原,说明电解过程中还有水被电解(因为硫酸铜被电解完全)。0.1molCu(OH)2可以可以看作是0.1mol的CuO和0.1mol
H2O,因此电解过程中有0.1mol的硫酸铜和0.1mol的水被电解,转移电子的物质的量是0.4mol,C符合题意;
D、电解硫酸铜和硝酸钾混合溶液,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上先铜离子放电析出铜,当铜完全析出时,氢离子放电析出氢气,根据转移电子守恒计算析出铜的物质的量,再结合物质的量浓度公式计算硫酸铜溶液浓度,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、依据电镀原理分析,镀层金属做阳极,待镀金属做阴极,含镀层金属离子的电解质溶液;
B、若X为铁电极、Y为石墨电极,电解饱和食盐水阴极附近氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子浓度增大,遇到酚酞变红色;
C、根据电解池的工作原理,要想让电解后的电解质复原,则遵循的原则是:出什么加什么,加入?Cu(OH)2后溶液与电解前相同,则铜离子和氢氧根放电;
D、阳极溶液中离子放电顺序书写电极反应,溶液中阴离子氢氧根离子失电子生成氧气,阳离子放电顺序Cu2+>H+
,
阳极电极反应为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极电极反应为:Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑,依据两极生成气体物质的量结合电解过程中电子守恒计算得到。
5.【答案】
C
【解析】【解答】①电离在水溶液中或熔融状态下可以进行,不需要通电;②电解一定要在通电的条件下进行;③电镀一定要在通电的条件下进行;④电化学腐蚀在溶液中可进行,不需要通电,②③符合题意。
故答案为:C。
【分析】正确理解电离,电解,电镀,电化学腐蚀的概念。
?
6.【答案】
B
【解析】【解答】A.电镀时,镀层金属Ag作阳极,发生氧化反应:Ag-e-=Ag+
,
A不符合题意;
B.铜片是镀件,应与电源负极相连,作阴极,B符合题意;
C.铜片镀银,电解质溶液应该是含有镀层金属Ag的离子的溶液为电镀液,所以电解液为AgNO3溶液,C不符合题意;
D.镀银过程中,消耗电能,在阴、阳两极发生还原反应、氧化反应,因此实现了电能向化学能转化,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】电镀时,镀层金属做阳极,发生失去电子的氧化反应;镀件做阴极电,解质溶液中金属阳离子和阳极材料是相同元素,该装置为电解池,将电能转化为化学能,据此分析解答。
7.【答案】
C
【解析】【解答】A、原电池中活泼金属作负极,铜锌原电池中,Zn活泼,则Zn为负极,Cu为正极,故A不符合题意;
B、粗铜精炼时粗铜作阳极,纯铜作阴极,故B不符合题意;
C、电镀Cu时Cu作阳极,在镀件上铜离子得到电子生成Cu,故C符合题意;
D、电解食盐水用惰性电极作阳极,若利用Cu为阳极,则生成氢氧化铜沉淀,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、锌铜原电池,锌为负极
B、电解精炼时,粗铜为阳极
D、电解食盐水铜作阴极。
8.【答案】
A
【解析】【解答】钢芯镀镍时,根据电镀原理,镀件钢芯作阴极,镀层金属镍作阳极。
故答案为:A。
【分析】在电镀过程中要保证镀件被保护,镀层金属参加反应,在电解池中阴极被保护,阳极参与反应。
9.【答案】
D
【解析】【解答】要在铁制品上镀锌,应该用锌作阳极,铁制品作阴极,含有Zn2+的溶液作电镀液,所以D项符合题意。
故答案为:D
【分析】电镀时,镀层金属为阳极,待镀件为阴极,电解液含有镀层金属离子,据此判断即可。
10.【答案】
C
【解析】【解答】A、铜锌原电池中,Cu作正极,A不符合题意;
B、电解精炼铜时,粗铜作阳极,连接电源的正极,纯铜作阴极,连接电源的负极,B不符合题意;
C、镀件上镀铜,铜作阳极,连接电源的阳极,镀件作阴极,连接电源的负极,C符合题意;
D、电解氯化铜溶液,铜作阴极,石墨作阳极,若铜作阳极,则阳极失去电子的是铜而不是氯离子,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】原电池的负极失电子,正极得电子;电解池的阳极失电子,阴极得电子。
11.【答案】
B
【解析】【解答】解:A.将钢闸门与直流电源的负极相连,为外加电源的阴极保护法,可降低钢闸门腐蚀速率,故A错误;
B.锌比铁活泼,形成原电池反应时为负极,锌被氧化,铁被保护,故B正确;
C.粗铜精炼时,阳极不仅仅是铜放电,还有锌、铁等,而阴极只有铜离子放电,则电镀液中的c(Cu2+)减小,故C错误;
D.纯银在空气中久置变黑发生化学腐蚀,生成硫化银,故D错误.
故选B.
【分析】A.应将钢闸门与直流电源的负极相连;
B.锌比铁活泼,形成原电池反应时为负极;
C.粗铜精炼时,阳极不仅仅是铜放电,还有锌、铁等;
D.因在空气中发生化学腐蚀,生成硫化银.
12.【答案】
B
【解析】【解答】解:A.电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时有氢氧化钠生成,故A错误;
B.教材所示的铜锌原电池放电时,锌离子向正极铜移动,故B正确;
C.电镀时,电镀槽里的阳极材料失电子发生氧化反应,故C错误;
D.原电池和电解池连接时,电子从原电池负极流向电解池阴极,故D错误;
故选B.
【分析】A.电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电;
B.教材所示的铜锌原电池放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动;
C.电镀时电极是阴阳极而不是正负极;
D.原电池与电解池连接时,连接原电池负极的电极是电解池阴极.
13.【答案】
B
【解析】【解答】A.Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3
,
Fe(OH)2、O2、H2O生成Fe(OH)3
,
FeCl3与Fe反应生成FeCl2
,
所以NaHCO3、Fe(OH)3、FeCl2均可通过化合反应生成,故A不符合题意;
B.电离是指电解质在水溶液或熔融状态下离解成带相反电荷并自由移动离子的一种过程;电解时将电流通过电解质溶液或熔融态电解质(电解液),在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程;电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,电离不需要通电,电解、电镀需要通电,故B符合题意;
C.和碱反应生成盐和水的氧化物属于酸性氧化物,CO2、N2O5、SO2均为酸性氧化物,故C不符合题意;
D.水玻璃是硅酸钠的水溶液,为混合物,淀粉溶液、胶体均含有两种物质,均为混合物,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、碳酸钠,二氧化碳,水反应生成碳酸钠;氢氧化亚铁在空气中与氧气反应;归中反应铁与氯化铁反应;
B、点解为电解池,需要通电;电离发生在溶液中不需要通电;电镀可利用原电池原理将盐溶液中的金属离子析出进行;
C、三种氧化物与碱反应都能够生成盐和水;
D、水玻璃为硅酸钠水溶液属于混合物;
14.【答案】
B
【解析】【解答】A.1L0.1mol·L-1NaClO溶液中NaClO的物质的量为0.1mol·L-1×1L=0.1mol,ClO-要发生水解,水解后离子的浓度减小,数目小于0.1NA
,
故A不符合题意;
B.电解精炼粗铜时,阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,阴极增重32g,即生成了0.5mol铜,故转移电子数为NA
,
故B符合题意;
C.C2H6O可能是甲醚也可能是乙醇,若是乙醇,1
mol分子式为C2H6O的有机物中含有C-O键的数目为NA
,
若是甲醚,1
mol分子式为C2H6O的有机物中含有C-O键的数目为2NA
,
二者含有碳氧键数目不同,故C不符合题意;
D.未指明标况,无法确定22.4L气体的物质的量,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】C2H6O可能是甲醚也可能是乙醇,它们是同分异构体,为易错点。
15.【答案】
A
【解析】【解答】A.精炼铜时,与直流电源正极相连的X电极是粗铜,为精炼池的阳极,比铜活泼的金属和铜在阳极上失去电子发生氧化反应生成阳离子,比铜不活泼的金属最终变成阳极泥,故A符合题意;
B.电镀铜时,Y电极为待镀的金属制品,与直流电源负极相连,故B不符合题意;
C.电镀铜和精炼铜时,与直流电源负极相连的Y电极为阴极,铜离子在阴极上得到电子发生还原反应生成铜,电极反应式为Cu2+
+
2e-
=
Cu,故C不符合题意;
D.电镀铜时,与直流电源正极相连的X电极是铜,为电解池的阳极,电极反应式为Cu-
2e-
=
Cu2+
,
与直流电源负极相连的Y电极为阴极,铜离子在阴极上得到电子发生还原反应生成铜,电极反应式为Cu2+
+
2e-
=
Cu,阳极消耗铜的质量和阴极析出铜的质量相同,溶液中铜离子的浓度保持不变,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、利用电解池精炼铜,阳极失电子,粗铜为Y,铜与活泼金属失电子,比铜不活泼的变为阳极泥;
B、根据电镀时,将电解质溶液种的Cu2+转为Cu,得电子发生在阴极解答;
C、电解硫酸铜溶液,根据阴极发生Cu2+
+
2e-
=
Cu解答;
D、考察电镀铜,X为纯铜做阳极,失电子转化为Cu2+?,Y为阴极Cu2+
+
2e-
=
Cu,氧化还原反应种得失电子守恒,Cu2+浓度不变;
16.【答案】
A
【解析】【解答】若要在铁钉上镀铜,铜为镀层金属,铁钉为镀件,因此镀件(铁钉)作阴极,镀层金属(铜)作阳极,电解液为镀层金属盐溶液即硫酸铜、硝酸铜、氯化铜等,连接电源正极的是阳极,连接电源负极的是阴极,故A符合题意。
故答案为A。
【分析】电镀铜,需要设计电解池,且电解池的电解质必须含有铜离子,采用牺牲阳极的阴极保护法,铜做阳极,铁做阴极即可
二、综合题
17.【答案】
(1)负极;4OH--4e-=O2↑+2H2O
(2)1:2:2:2
(3)Cu;AgNO3;5.4g
(4)氢氧化铁胶体
【解析】【解答】(1)Y是阴极,与电源的负极相连接,因此B为电源的阴极,C为电解池的阳极,发生氧化反应,电极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O;(2)C、D、E、F电极发生的电极反应分别为:4OH--4e-=O2↑+2H2O、Cu2++2e-=Cu、2Cl--2e-=Cl2↑、2H++2e-=H2↑,当各电极转移的电子均为1mol时,生成的单质分别为0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol,物质的量之比为1:2:2:2;(3)用丙装置给铜件镀银时,待镀金属位于阴极,镀层金属位于阳极,因此阴极H悬挂铜件,阳极G放置金属银,电镀液含有Ag+即可(如AgNO3);当乙中溶液的pH是13时,根据2H++2e-=H2↑可知放电的氢离子的物质的量为0.1mol/L×0.5L=0.05mol,当电子转移0.05mol时,析出银0.05mol×108g/mol=5.4g;(4)一段时间后,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,说明出现了胶体的电泳现象,即氢氧化铁胶体在电场的作用下项阴极移动。
【分析】由装置图可知,直流电源接通后,F极附近呈红色说明F极为阴极,E极为阳极,D极为阴极,C极为阳极,Y极为阴极,X极为阳极,H极为阴极,G极为阳极;(1)Y是阴极,与电源的负极相连接,与电源的正极相连接的是电解池的阳极,发生氧化反应;(2)C、D、E、F电极转移的电子数目相等,根据转移的电子的物质的量计算生成单质的物质的量;(3)用丙装置给铜件镀银时,待镀金属位于阴极,镀层金属位于阳极;(4)一段时间后,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,说明出现了胶体的电泳现象;
18.【答案】
(1)增强溶液的导电性
(2)2H++2e-=H2↑
(3)6Fe2++Cr2O
+14H+=7H2O+2Cr3++6Fe3+
,
酸性减弱,Cr3+、Fe3+水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3
【解析】【解答】(1)向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体的作用是增强溶液的导电性;故答案为:增强溶液的导电性。(2)B极上有大量氢气产生,电极反应为2H++2e-=H2↑;故答案为:2H++2e-=H2↑。(3)结合化学用语分析酸性废水中Cr2O
转化为Cr(OH)3的主要原因6Fe2++Cr2O
+14H+=7H2O+2Cr3++6Fe3+
,
酸性减弱,Cr3+、Fe3+水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3;故答案为:6Fe2++Cr2O
+14H+=7H2O+2Cr3++6Fe3+
,
酸性减弱,Cr3+、Fe3+水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3。
【分析】(1)氯化钠属于强电解质,可以增强导电性
(2)阳极铁单质失去电子,发生氧化反应,阴极
(3)阳极产生的亚铁离子具有还原性,而在酸性条件下Cr2O72-具有很强的氧化性,发生氧化还原反应,随着氢离子的消耗,生成氢氧化铁和氢氧化铬
19.【答案】
(1)负极;2;1;1H2O;2;1;2H+
(2)4Ni(OH)2+4LiOH+O2
4LiNiO2+6H2O;防止温度高于850℃时LiNiO2分解;产生氮氧化物,污染环境
(3)2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+;pH=5,滤液中c(OH-)=10-9mol/L,Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18<Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14
,
故无Ni(OH)2沉淀产生。
【解析】【解答】(1)①电镀镍的过程中Ni2+要在镀件上被还原生成Ni单质,所以镀件为阴极,与电源负极相连;②根据题目给出的部分反应物和生成物可知该过程中Ni2+被还原成Ni+
,
化合价降低1价,H2PO2-被氧化成H2PO3-
,
化合价升高2价,所以二者的系数比为2:1,结合元素守恒可知方程式为2Ni2++1H2PO2-+1H2O=2Ni++1H2PO3-+2H+;(2)已知反应物有Ni(OH)2与LiOH,产物为LiNiO2
,
该过程中Ni元素被氧化,根据“在空气流中加热”可知氧化剂应为氧气,结合电子守恒和元素守恒可得方程式为:4Ni(OH)2+4LiOH+O2
4LiNiO2+6H2O;根据题目信息可知温度高于850℃时LiNiO2分解;LiNO3中硝酸根具有氧化性,反应中硝酸根被还原会生成氮氧化物污染环境;(3)氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去,反应i中锰元素转化为MnO4-
,
需要将其还原得到MnO2
,
根据各元素价态变化规律和元素守恒可知该过程中MnO4-和Mn2+发生归中反应,方程式为2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+;(4)pH=5,滤液中c(OH-)=10-9mol/L,Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18<Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14
,
故无Ni(OH)2沉淀产生。
【分析】废旧二次电池加入硫酸,结合题目信息可知,酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+
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过滤得到残渣I为炭粉;滤液中加入NiO调节溶液pH,使溶液中Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,过滤分离出滤渣II为Al(OH)3、Fe(OH)3
,
氧化除去锰离子,过滤分离出滤渣III为MnO2
,
滤液中加NaOH生成Ni(OH)2
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过滤分离得到Ni(OH)2
,
以此来解答。