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          根據要求回答下列問題:

          (1)在傳統的電解氯化氫回收氯氣技術的基礎上,科學家最近采用碳基電極材料設計了一種新的工藝方案,主要包括電化學過程和化學過程,如圖1所示,陰極區發生的反應有
          4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
          4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
          (寫反應方程式)。電路中轉移1mol電子,需消耗氧氣
          5.6
          5.6
          L。(標準狀況)
          (2)氫能源是最具應用前景的能源之一,高純氫的制備是目前的研究熱點??衫锰柲芄夥姵仉娊馑聘呒儦洌ぷ魇疽鈭D如圖2所示。通過控制開關連接K1或K2,可交替得到H2和O2
          ①制H2時,連接
          K1
          K1
          。產生H2的電極反應式是
          2H2O+2e-=H2↑+2OH-(或2H++2e-=H2↑)
          2H2O+2e-=H2↑+2OH-(或2H++2e-=H2↑)
          。
          ②改變開關連接方式,可得O2。
          ③結合①和②中電極3的電極反應式,說明電極3的作用
          ①中電極3發生Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,制氫氣時消耗電極1產生的OH-,②中電極3發生NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,制氧氣時補充電極2消耗的OH-
          ①中電極3發生Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,制氫氣時消耗電極1產生的OH-,②中電極3發生NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,制氧氣時補充電極2消耗的OH-

          (3)電解硫酸鋅溶液制備單質鋅時,陰極的電極反應式為
          Zn2++2e-=Zn
          Zn2++2e-=Zn
          。
          (4)KIO3也可采用“電解法”制備,裝置如圖3所示。
          ①寫出電解時陰極的電極反應式
          I-+6OH--6e-=
          IO
          -
          3
          +3H2O
          I-+6OH--6e-=
          IO
          -
          3
          +3H2O
          。
          ②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為
          K+
          K+
          ,其遷移方向是
          a到b
          a到b
          。

          【答案】4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;5.6;K1;2H2O+2e-=H2↑+2OH-(或2H++2e-=H2↑);①中電極3發生Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,制氫氣時消耗電極1產生的OH-,②中電極3發生NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,制氧氣時補充電極2消耗的OH-;Zn2++2e-=Zn;I-+6OH--6e-=
          IO
          -
          3
          +3H2O;K+;a到b
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/8/17 9:0:1組卷:12引用:3難度:0.5
          相似題
          • 1.(NH42S2O8電化學循環氧化法可用于廢水中苯酚的降解,示意圖如圖。

            (1)(NH42S2O8的電解法制備。
            已知:電解效率η的定義為η(B)=
            n
            生成
            B
            所用的電子
            n
            通過電極的電子
            ×100%。
            ①電極b是
             
            極。
            ②生成S2
            O
            2
            -
            8
             的電極反應式是
             
            。
            ③向陽極室和陰極室各加入100mL溶液。制備S2
            O
            2
            -
            8
            的同時,還在電極b表面收集到2.5×10-4mol氣體,氣體是
             
            。經測定η(S2
            O
            2
            -
            8
            )為80%,不考慮其他副反應,則制備的(NH42S2O8的物質的量濃度為
             
            mol/L。
            (2)苯酚的降解
            已知:
            SO
            -
            4
            ?具有強氧化性,Fe2+性度較高時會導致
            SO
            -
            4
            ?猝滅。S2
            O
            2
            -
            8
            可將苯酚氧化為CO2,但反應速率較慢。加入Fe2+可加快反應,過程為:
            i.S2
            O
            2
            -
            8
            +Fe2+
            SO
            2
            -
            4
            +
            SO
            -
            4
            ?+Fe3+
            ii.
            SO
            -
            4
            ?將苯酚氧化
            SO
            -
            4
            ?氧化苯酚的離子方程式是
             
            。
            ②將電解得到的含S2
            O
            2
            -
            8
            溶液稀釋后加入苯酚處理器,調節溶液總體積為1L,pH=1,測得在相同時間內,不同條件下苯酚的降解率如圖。

            用等物質的量的鐵粉代替FeSO4,可明顯提高苯酚的降解率,主要原因是
             
            。
            (3)苯酚殘留量的測定
            已知:電解中轉移1mol電子所消耗的電量為F庫侖。
            取處理后的水樣100mL,酸化后加入KBr溶液,通電。電解產生的Br2全部與苯酚反應,當苯酚完全反應時,消耗的電量為a庫侖,則樣品中苯酚的含量為
             
            g/L。(苯酚的摩爾質量:94g/mol)

            發布:2024/12/30 11:30:1組卷:163引用:3難度:0.4
          • 2.鈰(Ce)是鑭系金屬元素??諝馕廴疚颪O通常用含Ce4+的溶液吸收,生成HNO2
            NO
            -
            3
            ,再利用電解法將上述吸收液中的HNO2轉化為無毒物質,同時生成Ce4+,其原理如圖所示。下列說法正確的是(  )

            發布:2025/1/6 7:30:5組卷:129引用:7難度:0.7
          • 3.如圖所示,某同學設計一個甲醚(CH3OCH3)燃料電池并探究氯堿工業原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜。

            (1)通入氧氣的電極為
             
            極,寫出負極電極反應式
             

            (2)鐵電極為
             
            極,石墨電極(C)的電極反應式為
             
            。
            (3)反應一段時間后,乙裝置中生成NaOH主要在
             
            (填“鐵極”或“石墨極”)區。
            (4)如果粗銅中含有鋅、銀等雜質,丙裝置中陽極上電極反應式為
             
            ,反應一段時間,硫酸銅溶液濃度將
             
            (填“增大”、“減小”或“不變”)

            發布:2025/1/3 8:0:1組卷:6引用:1難度:0.6
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