组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学能与电能 > 电解池 > 电解原理 > 电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断
题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:117 题号:11298486
二氧化锰(MnO2)是一种常温下非常稳定的黑色粉末状固体,可作为干电池的去极化剂,由软锰矿(主要成分为MnO2,主要杂质有Al2O3和SiO2)制备二氧化锰的一种工艺流程如下:

已知金属离子开始沉淀时的pH和完全沉淀时pH如表所示:

金属离子

Fe2+

Fe3+

Al3+

Mn2+

开始沉淀时pH

6.3

1.5

3.4

5.8

完全沉淀时pH

8.3

2.8

4.7

7.8


回答下列问题:
(1)为加快溶出速率,可采取的措施有________________________(任写一条)。
(2)溶出时,Fe的氧化过程及得到Mn2+的主要途径如图所示:

步骤II是从软锰矿中溶出Mn2+的主要反应,其反应的离子方程式是____________,实际生产过程中n(Fe2+)/n(MnO2)的值比理论比值偏小,原因是____
(3)调节pH的范围为_________
(4)电解过程装置如图所示:MnO2____极(填“M”或“N”)生成,该极的电极反应式为_________

(5)向m g产品中依次加入足量n gNa2C2O4和足量稀H2SO4,加热至充分反应。再用cmol·L-1KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至终点,消耗KMnO4溶液的体积为V L(已知:
MnO2及MnO均被还原为Mn2+),产品纯度为_________ (用质量分数表示)。

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【推荐1】(1)工业上以粗铜为原料采取如下图所示流程制备硝酸铜晶体:

①在步骤a中,还需要通入氧气和水,其目的是___________________________
②在保温去铁的过程中,为使Fe3+沉淀完全,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,根据下表数据,溶液的pH应保持在____________范围。
氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+
Cu2+
1.9
4.7
3.2
6.7

不用加水的方法调节溶液pH的原因是_______________________________________
③进行蒸发浓缩时,要用硝酸调节溶液的pH=1,其目的是(结合离子方程式说明)
_________________________________________________________________________
(2)工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜,电镀时阴极的电极反应式是______________________
(3)下图是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体[ Cu(NO32·nH2O ]的溶解度曲线(温度在30℃前后对应不同的晶体),下列说法正确的是__________(填字母)。

a.A点时的溶液为不饱和溶液
b.B点时两种晶体可以共存
c.按上述流程最终得到的晶体是Cu(NO32·3H2O
d.若将C点时的溶液降温至30℃以下,可以析出Cu(NO32·6H2O晶体
(4)某些共价化合物(如H2O、NH3、N2O4等)在液态时有微弱的导电性,主要是因为发生了电离,如:2NH3NH+NH,由此制备无水硝酸铜的方法之一是用Cu与液态N2O4反应。液态N2O4电离得到的两种离子所含电子数相差18,则液态N2O4电离的方程式是______________________________________;Cu与液态N2O4反应制得无水硝酸铜的化学方程式是______________________________________
2018-07-24更新 | 101次组卷
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【推荐2】能源短缺是人类面临的重大问题之一。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景,利用焦炉气中的H2与工业尾气中捕集的CO2制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =-49 kJ·mol-1,该反应一般通过如下步骤来实现:
① CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1
② CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2= -90 kJ·mol-1
(1)反应①的ΔH1 =______ kJ·mol-1
(2)反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是______(填标号)。   

(3)甲醇燃料可替代汽油、柴油,用于各种机动车、锅灶炉使用。已知:在25 ℃和101 kPa下,1 mol CH3OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l) 时放出的热量为726.5 kJ,请写出甲醇燃烧的热化学方程式______
(4)甲醇燃料电池不需要燃料的前期预处理程序,能直接通过特定的方式使甲醇和空气反应产生电流,已广泛应用于电动车,其工作原理如图,消耗0.1 mol甲醇时需要标准状况下O2的体积为______L。
   
(5)电催化还原CO2制甲醇是研究的新热点,提高催化剂的性能和甲醇转化的选择性是重点方向,试验反应系统简图如图,阴极上的电极反应式为______
   
2023-07-29更新 | 157次组卷
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名校
解题方法
【推荐3】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是两块电极板,通过导线与直流电源相连。回答以下问题:

   


(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,在 X极附近观察到的现象是:________________
(2)Y电极上的电极反应式是_________,检验该电极反应产物的方法是:______________
(3)如果用电解方法精炼粗铜(粗铜中含有杂质锌和银),电解液a选用CuSO4溶液,则Y 电极的材料是____,电极反应式是_________________
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