电镀工业往往产生含CrO、Cr2O的含铬废水,排放前须将二者还原为Cr3+,之后再沉淀出Cr(OH)3,经处理后的废水中铬含量显著降低。
(1)化学平衡2CrO+2H+Cr2O+H2O K=4.2×1014。体系中c(H+)=0.01mol·L-1时,比较c(Cr2O)、c(CrO)的大小:___________ 。
(2)化学还原法处理含铬废水
ⅰ.向废水中加入H2SO3(二元弱酸;SO2溶于水即得H2SO3)。
①H2SO3的电离平衡常数Ka1的表达式为___________ 。
②将Cr2O转变为Cr3+,利用了H2SO3的酸性和___________ 性。
ⅱ.投加生石灰,将Cr3+沉淀为Cr(OH)3。
(3)电解还原法处理酸性含铬废水:以铁板做阴、阳极,电解含铬废水,示意如下。
①阳极产生的Fe2+将Cr2O还原为Cr3+的离子方程式为:___________ 。
②阴极区的pH___________ (填“增大”或“减小”),使Cr3+、Fe3+形成Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀。
③随着电解的进行,阳极铁板会发生钝化,表面形成FeO·Fe2O3的钝化膜,使电解池不能正常工作。将阴极铁板与阳极铁板交换使用,一段时间后,钝化膜消失。结合有关反应,解释钝化膜消失的原因:___________ 。
(1)化学平衡2CrO+2H+Cr2O+H2O K=4.2×1014。体系中c(H+)=0.01mol·L-1时,比较c(Cr2O)、c(CrO)的大小:
(2)化学还原法处理含铬废水
ⅰ.向废水中加入H2SO3(二元弱酸;SO2溶于水即得H2SO3)。
①H2SO3的电离平衡常数Ka1的表达式为
②将Cr2O转变为Cr3+,利用了H2SO3的酸性和
ⅱ.投加生石灰,将Cr3+沉淀为Cr(OH)3。
(3)电解还原法处理酸性含铬废水:以铁板做阴、阳极,电解含铬废水,示意如下。
①阳极产生的Fe2+将Cr2O还原为Cr3+的离子方程式为:
②阴极区的pH
③随着电解的进行,阳极铁板会发生钝化,表面形成FeO·Fe2O3的钝化膜,使电解池不能正常工作。将阴极铁板与阳极铁板交换使用,一段时间后,钝化膜消失。结合有关反应,解释钝化膜消失的原因:
更新时间:2021-11-12 10:14:33
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解答题-工业流程题
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【推荐1】处理低品位黄铜矿[二硫化亚铁铜(CuFeS2)含量较低]常采用生物堆浸法。堆浸所得溶液可制备草酸亚铁晶体和胆矾(CuSO4·5H2O)。相关流程如下图:
已知:①生物堆浸使用的T.f细菌在pH1.0~6.0范围内可保持活性。
②金属离子沉淀的pH如下表。
(1)生物堆浸前,需先将矿石进行研磨,目的是_____ 。
(2)生物堆浸过程的反应在T.f细菌的作用下进行,主要包括两个阶段,第一阶段的反应为:。第二阶段反应:继续被氧化。结合已知推断:生物堆浸过程中,应控制溶液的pH在_____ 范围内。
(3)若生物堆浸过程中,溶液的pH>2.8,则继续被氧化的离子反应为_____ 。
(4)过程Ⅱ中,用H2O2和稀硫酸处理后,CuS完全溶解,用离子方程式表示H2O2的作用是_____ 。
(5)测定草酸亚铁晶体()的x/y值,实验如下:
I.KMnO4浓度的标定:准确称取0.15gNa2C2O4,加入20mL水和8mL稀硫酸,溶解后用KMnO4标准液滴定。
①滴定终点现象为:当最后半滴高锰酸钾标准液加入后,锥形瓶中溶液_____ 。
②高锰酸钾和草酸反应接近滴定终点时速率较慢,需用水浴加热。若不加热,测定高锰酸钾标准液浓度会偏_____ (填“大”或“小”)
Ⅱ.草酸亚铁组成测定
步骤1:称量mg,溶解后加稀H2SO4酸化,用溶液滴定至终点。
步骤2:向上述溶液中加入过量锌粉将转化为,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V2mL。
已知:滴定过程中铁、碳元素被氧化为、CO2,锰元素被还原为
③草酸亚铁晶体()的x/y值为_____
已知:①生物堆浸使用的T.f细菌在pH1.0~6.0范围内可保持活性。
②金属离子沉淀的pH如下表。
开始沉淀时的pH | 1.5 | 4.2 | 6.3 |
完全沉淀时的pH | 2.8 | 6.7 | 8.3 |
(2)生物堆浸过程的反应在T.f细菌的作用下进行,主要包括两个阶段,第一阶段的反应为:。第二阶段反应:继续被氧化。结合已知推断:生物堆浸过程中,应控制溶液的pH在
(3)若生物堆浸过程中,溶液的pH>2.8,则继续被氧化的离子反应为
(4)过程Ⅱ中,用H2O2和稀硫酸处理后,CuS完全溶解,用离子方程式表示H2O2的作用是
(5)测定草酸亚铁晶体()的x/y值,实验如下:
I.KMnO4浓度的标定:准确称取0.15gNa2C2O4,加入20mL水和8mL稀硫酸,溶解后用KMnO4标准液滴定。
①滴定终点现象为:当最后半滴高锰酸钾标准液加入后,锥形瓶中溶液
②高锰酸钾和草酸反应接近滴定终点时速率较慢,需用水浴加热。若不加热,测定高锰酸钾标准液浓度会偏
Ⅱ.草酸亚铁组成测定
步骤1:称量mg,溶解后加稀H2SO4酸化,用溶液滴定至终点。
步骤2:向上述溶液中加入过量锌粉将转化为,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V2mL。
已知:滴定过程中铁、碳元素被氧化为、CO2,锰元素被还原为
③草酸亚铁晶体()的x/y值为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐2】钌为稀有元素,广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。钌的矿产资源很少,故从含钌废料中回收钌的研究很有意义。某科研小组设计了一种从含钌废料中分离提纯钌的工艺,其流程如下:
(1)“碱浸”时,为了提高钌的单位时间浸出率可采取的措施为_________ (任写一点)。
(2)操作X的名称为_________ 。
(3)“研磨预处理”是将研磨后的含钌废料在氢气还原炉中还原为单质钌,再进行“碱浸”获得。已知“滤渣”的主要成分为,加入草酸的作用是_________ ,金属钌与草酸的质量比x和反应温度T对钌的回收率的影响如图所示,则回收钌较为适宜的条件是_________ 。
(4)“一系列操作”为_________ ,写出在“还原炉”中还原制得钌的化学方程式:_________ 。
(1)“碱浸”时,为了提高钌的单位时间浸出率可采取的措施为
(2)操作X的名称为
(3)“研磨预处理”是将研磨后的含钌废料在氢气还原炉中还原为单质钌,再进行“碱浸”获得。已知“滤渣”的主要成分为,加入草酸的作用是
(4)“一系列操作”为
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐3】高锰酸钾是常见的强氧化剂,其制备流程如图:
i.制取锰酸钾(K2MnO4)
碱熔:用托盘天平称取5.0gKOH固体、1.5gKClO3固体于坩埚中,混匀、小心加热,不断搅拌,待混合物完全熔融后,加入MnO2粉末3.5g,加热到颜色变为深绿色,用力搅拌到固体干涸、固化,再加热5min,并用铁棒将其尽量捣碎。
浸取:待物料冷却后,置于200mL烧杯中,用50mL蒸馏水浸取,过滤,得到绿色的溶液。
(1)碱熔过程中发生反应的化学方程式为____ ;加热中若不小心将液体溅到皮肤上,应____ 处理;加热时应选择____ (填字母)。
a.瓷坩埚 b.铁坩埚 c.石英坩埚 d.氧化铝坩埚
ii.制取高锰酸钾(KMnO4)
在浸取液中通入CO2气体,至K2MnO4完全反应,用pH试纸测定溶液pH达到10~11时,停止通入CO2。然后把溶液加热,趁热用铺有尼龙布的布氏漏斗进行减压过滤,除去残渣……
已知:常温常压下,饱和碳酸钾溶液的pH为11.6;碳酸氢钾溶液的pH为8.3。
(2)通入CO2发生反应的离子方程式为____ ;判断此反应进行是否完全,也可以用玻璃棒蘸取溶液于滤纸上,若呈现____ 现象,停止通入CO2;过滤时不用滤纸而用尼龙布的原因:____ ;(填“能”或“不能”)____ 用加盐酸的方法代替通入CO2,其理由:____ 。
iii.重结晶提纯
(3)利用重结晶的方法对产品提纯,所得产品质量2.8g,则高锰酸钾的产率为____ 。(精确到0.1%)。
i.制取锰酸钾(K2MnO4)
碱熔:用托盘天平称取5.0gKOH固体、1.5gKClO3固体于坩埚中,混匀、小心加热,不断搅拌,待混合物完全熔融后,加入MnO2粉末3.5g,加热到颜色变为深绿色,用力搅拌到固体干涸、固化,再加热5min,并用铁棒将其尽量捣碎。
浸取:待物料冷却后,置于200mL烧杯中,用50mL蒸馏水浸取,过滤,得到绿色的溶液。
(1)碱熔过程中发生反应的化学方程式为
a.瓷坩埚 b.铁坩埚 c.石英坩埚 d.氧化铝坩埚
ii.制取高锰酸钾(KMnO4)
在浸取液中通入CO2气体,至K2MnO4完全反应,用pH试纸测定溶液pH达到10~11时,停止通入CO2。然后把溶液加热,趁热用铺有尼龙布的布氏漏斗进行减压过滤,除去残渣……
已知:常温常压下,饱和碳酸钾溶液的pH为11.6;碳酸氢钾溶液的pH为8.3。
(2)通入CO2发生反应的离子方程式为
iii.重结晶提纯
(3)利用重结晶的方法对产品提纯,所得产品质量2.8g,则高锰酸钾的产率为
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【推荐1】I2O5是一种无机化合物,主要用作氧化剂,可除去空气中的一氧化碳。
已知自发反应: I
II
(1)结合反应I和反应II分析,I2在CO转化为的反应中所起的作用是_______ ,判断_______ 0(填“<”或“>”)
(2)若在恒温恒容的密闭体系中进行上述反应II,下列能说明反应II达到平衡状态的是_______ (填序号)。
a.平衡常数K保持不变 b.CO和CO2的物质的量相等
c. d.混合气体的平均分子量不变
(3)10℃时,某恒容密闭容器中充有足量的,向该容器中充入CO,发生反应II,平衡时与充入CO的物质的量关系如图所示。
若只降低温度,θ值_____ (填“增大”“减小”或“不变”,下同);若只充入CO2,θ值______ 。
(4)20℃时向装有足量的2L恒容密闭容器中充入2mol CO,发生反应II,经5s反应达到平衡后固体质量减小8g。
①0~5秒内_______ mol/(L•s)
②下图是CO的平衡转化率随CO2的移出率关系图,[CO2的移出率=]关系,则图中a=_______ 。
已知自发反应: I
II
(1)结合反应I和反应II分析,I2在CO转化为的反应中所起的作用是
(2)若在恒温恒容的密闭体系中进行上述反应II,下列能说明反应II达到平衡状态的是
a.平衡常数K保持不变 b.CO和CO2的物质的量相等
c. d.混合气体的平均分子量不变
(3)10℃时,某恒容密闭容器中充有足量的,向该容器中充入CO,发生反应II,平衡时与充入CO的物质的量关系如图所示。
若只降低温度,θ值
(4)20℃时向装有足量的2L恒容密闭容器中充入2mol CO,发生反应II,经5s反应达到平衡后固体质量减小8g。
①0~5秒内
②下图是CO的平衡转化率随CO2的移出率关系图,[CO2的移出率=]关系,则图中a=
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解答题-原理综合题
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【推荐2】已知2mol氢气燃烧生成液态水时放出572kJ的热量,反应方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)。请回答下列问题:
(1)①该反应的生成物能量总和___ (填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和。
②若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量___ (填“>”、“<”或“=”)572kJ。
(2)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=-197kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l)△H2=-44kJ·mol-1
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)△H3=-545kJ·mol-1
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是___ 。
(3)已知下列反应的热化学方程式:
①6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)△H1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2
③C(s)+O2(g)=CO2(g)△H3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的△H为___ 。
(4)氢气可用于制备H2O2。已知:
H2(g)+A(l)=B(l)△H1
O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)△H2
其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的△H___ 0(填“>”“<”或“=”)。
(5)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)△H<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是___ 。
a.增加反应物MHx的量,平衡不移动
b.吸收ymolH2只需1molMHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气,则(放氢)>(吸氢)
(1)①该反应的生成物能量总和
②若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量
(2)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=-197kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l)△H2=-44kJ·mol-1
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)△H3=-545kJ·mol-1
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是
(3)已知下列反应的热化学方程式:
①6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)△H1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2
③C(s)+O2(g)=CO2(g)△H3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的△H为
(4)氢气可用于制备H2O2。已知:
H2(g)+A(l)=B(l)△H1
O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)△H2
其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的△H
(5)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)△H<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是
a.增加反应物MHx的量,平衡不移动
b.吸收ymolH2只需1molMHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气,则(放氢)>(吸氢)
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解答题-原理综合题
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【推荐3】二甲醚(DME)作为一种新兴的基本有机化工原料,在制药、燃料、农药等化学工业中有许多用途,还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一、回答下列问题。
(1)已知:的燃烧热,CO(g)的燃烧热,二甲醚的燃烧热,H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJmol-1。则___________ 。
(2)恒温恒容条件下,能说明达到平衡的标志是___________(填序号)。
(3)在T℃时,向容积为1L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的和CO且,发生反应,达到平衡时的体积分数对应图甲中a点。
当起始=3.5时,反应达到平衡状态后,CH3OCH3的体积分数可能对应图甲中的___________ (填“b”“c”或“d”)点。
(4)某温度下,将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应达到平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如图乙所示,关于温度和压强的关系判断正确的是___________(填序号)。
(5)在恒温恒压(p)条件下,密闭容器中充入2.0molCO(g)和4.0molH2(g)发生应4H2(g)+2CO(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g),平衡时H2的转化率为50%。达到平衡时,p(H2)=_________ ;平衡常数Kp=_________ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(1)已知:的燃烧热,CO(g)的燃烧热,二甲醚的燃烧热,H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJmol-1。则
(2)恒温恒容条件下,能说明达到平衡的标志是___________(填序号)。
A.H2、CO、CH3OCH3、H2O的反应速率之比为4:2:1:1 |
B.H2、CO、CH3OCH3、H2O的物质的量之比为4:2:1:1 |
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变 |
D.容器中气体的密度保持不变 |
(3)在T℃时,向容积为1L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的和CO且,发生反应,达到平衡时的体积分数对应图甲中a点。
当起始=3.5时,反应达到平衡状态后,CH3OCH3的体积分数可能对应图甲中的
(4)某温度下,将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应达到平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如图乙所示,关于温度和压强的关系判断正确的是___________(填序号)。
A. | B. |
C. | D. |
(5)在恒温恒压(p)条件下,密闭容器中充入2.0molCO(g)和4.0molH2(g)发生应4H2(g)+2CO(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g),平衡时H2的转化率为50%。达到平衡时,p(H2)=
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【推荐1】氨基甲酸铵(H2COONH4)为尿素生产过程的中间产物,易分解。某小组对氨基甲酸铵的分解实验进行探究。
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)写出分解生成与气体的热化学方程式:___________ 。
(2)恒容条件下,实验测得数据如下表所示:
①恒温恒容时,下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
A.容器内总压强不再改变 B.2v正(NH3)=v逆(CO2)
C.的值不再改变 D.NH3的体积分数不再改变
②某温度下,该反应平衡时容器内总压强为p,写出该反应的压强平衡常数的计算式Kp=___________ (用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
③随着温度升高,Kp逐渐___________ (填“增大”、“减小”或“不变”),其主要原因是___________ 。
④某温度下,达到平衡后,欲增加NH3的平衡浓度,可采取的措施有___________ (填标号)。
A.加 B.加催化剂 C.减小体积增大压强 D.移走
(3)有人设想综合利用太阳能将天然气转化为较易存运的甲醇,装置如图,酸性工作环境时阳极反应的方程式为___________ 。
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)写出分解生成与气体的热化学方程式:
(2)恒容条件下,实验测得数据如下表所示:
T/K | 293 | 298 | 303 | 308 | 313 |
p/kPa | 8.60 | 11.40 | 16.24 | 20.86 | 30.66 |
①恒温恒容时,下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是
A.容器内总压强不再改变 B.2v正(NH3)=v逆(CO2)
C.的值不再改变 D.NH3的体积分数不再改变
②某温度下,该反应平衡时容器内总压强为p,写出该反应的压强平衡常数的计算式Kp=
③随着温度升高,Kp逐渐
④某温度下,达到平衡后,欲增加NH3的平衡浓度,可采取的措施有
A.加 B.加催化剂 C.减小体积增大压强 D.移走
(3)有人设想综合利用太阳能将天然气转化为较易存运的甲醇,装置如图,酸性工作环境时阳极反应的方程式为
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】某离子化合物M(仅含三种元素)是一种镁基储氢材料。为探究M的组成和性质,设计并完成如下实验:
已知:气体的体积均在标准状况下测定,化合物A仅含两种元素。
请回答:
(1)化合物M中阳离子和阴离子的个数比为1:2,则M的化学式为_______________ 。
(2)化合物A 与H2O反应的化学方程式_______________ 。
(3)镁条在足量的气体B中燃烧可生成化合物M 和气体D,则D的分子式为_______________ 。
(4)研究表明液态B也是一种良好的储氢物质,其储氢容量可达17.6%,已知液态B中存在类似水的电离(2H2OH3O++OH-),用Pt电极对液态B进行电解可产生两种气态单质。
①液态B的电离方程式________________ 。
②电解时,阴极的电极反应式________________ 。
已知:气体的体积均在标准状况下测定,化合物A仅含两种元素。
请回答:
(1)化合物M中阳离子和阴离子的个数比为1:2,则M的化学式为
(2)化合物A 与H2O反应的化学方程式
(3)镁条在足量的气体B中燃烧可生成化合物M 和气体D,则D的分子式为
(4)研究表明液态B也是一种良好的储氢物质,其储氢容量可达17.6%,已知液态B中存在类似水的电离(2H2OH3O++OH-),用Pt电极对液态B进行电解可产生两种气态单质。
①液态B的电离方程式
②电解时,阴极的电极反应式
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解答题-实验探究题
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【推荐3】用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值:)
(1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是_______ 。
(2)I中,Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应的方程式__________________________ 。
(3)由Ⅱ推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有_____ 性。
(4)Ⅱ中虽未检测出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:
①NaCl溶液的浓度是________ mol/L。
②Ⅳ中检测Cl2的实验方法:____________________ 。
序号 | 电压/V | 阳极现象 | 检验阳极产物 |
I | x≥a | 电极附近出现黄色,有气泡产生 | 有Fe3+、有Cl2 |
Ⅱ | a>x≥b | 电极附近出现黄色,无气泡产生 | 有Fe3+、无Cl2 |
Ⅲ | b>x>0 | 无明显变化 | 无Fe3+、无Cl2 |
(2)I中,Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应的方程式
(3)由Ⅱ推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有
(4)Ⅱ中虽未检测出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:
序号 | 电压/V | 阳极现象 | 检验阳极产物 |
Ⅳ | a>x≥c | 无明显变化 | 有Cl2 |
V | c>x≥b | 无明显变化 | 无Cl2 |
①NaCl溶液的浓度是
②Ⅳ中检测Cl2的实验方法:
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