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:104 题号:20522804
钽(Ta)和铌(Nb)的性质相似,因此常常共生于自然界的矿物中。一种以钽铌伴生矿(主要成分为SiO2、MnO2、Nb2O5、Ta2O5和少量的TiO2、FeO、CaO、MgO)为原料制取钽和铌的流程如下

“浸取”后,浸出液中含有H2TaF7、H2NbF7两种二元强酸和锰、钛等元素。已知:
①MIBK为甲基异丁基酮;
②Ksp(CaF2)=2.5×10-11,Ksp(MgF2)=6.4×10-9
(1)“浸取”时通常在_______材料的反应器中进行(填标号)。
A.陶瓷B.玻璃C.铁D.塑料
(2)浸渣的主要成分是_______,Ta2O5发生的离子方程式为_______
(3)“浸取”时,HF的浓度对铌、钽的浸出率的影响如下图所示,则HF的最佳浓度约为_______molL1

(4)金属铌可用金属钠还原K2NbF7制取,也可用电解熔融的K2NbF7制取。
①流程中钠热还原法制备铌粉的化学方程式为_______
②传统的熔盐电解法采用的电解质体系通常为K2NbF7-NaCl,电解总化学反应方程式为_______
(5)铌(41Nb)和镍合金的用途非常广泛,Nb、Ni互化物的晶胞结构如图所示:

①基态Nb原子核外有_______种能量不同的电子。
②Nb、Ni互化物晶体的密度为_______g/m3(列出计算式)。

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解题方法
【推荐1】CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题。
(1)由CO2转化为羧酸是CO2资源化利用的重要方法。在催化作用下CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式为_______在合成CH3 COOH的反应中,下列有关说法正确的是_______。 (填字母)
A.利用催化剂可以使反应的平衡常数增大
B. CH4→CH3COOH过程中,有C-H键发生断裂
C.有22. 4LCH4参与反应时转移4mol电子
D.该反应为放热反应
(2)CO2和H2合成甲醇也是CO2资源化利用的重要方法。测得平衡时甲醇产率与反应温度、压强的关系如图所示。

①若H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ●mol-1和726.5kJ●mol-1,则由CO2和H2生成液态甲醇和液态水的热化学方程式为_______。此反应的活化能Ea()_______Ea()(填“>”或“<”),该反应应选择_______高效催化剂(填“高温”或“低温”)。
②下列措施能使CO2的平衡转化率提高的是_______(填序号)。
A.增大压强   B.升高温度   C.增大H2与CO2的投料比       D.改用更高效的催化剂
③200°C时,将0.100molCO2和0.200molH2充入1L密闭容器中,在催化剂作用下反应达到平衡。若平衡时CO2的转化率为50%,则此温度下该反应的平衡常数K=_______(已知CH3OH的沸点为64.7°C)。
(3)可利用电解的方法将CO2转化为CH3OH,请写出在酸性条件下的阴极反应式_______
2021-03-12更新 | 383次组卷
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【推荐2】2023年9月杭州亚运会开幕式首次使用废碳再生的绿色甲醇作为主火炬塔燃料,实现循环内的零排放,助力打造首届碳中和亚运会。二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现:


总反应的 _________________
(2)根据以上信息判断 制取甲醇的反应在             (填字母)条件下可自发进行。
A.高温B.低温C.任何温度

(3)在恒温恒容的密闭容器中,能说明该反应已达到化学平衡状态的是                 (填字母)。
A.的物质的量之比保持不变
B.气体的平均相对分子质量保持不变
C.单位时间内断裂 键同时断裂
D.

(4)在 密闭容器中充入 合成 测得一定时间内混合气体中 的体积分数 与温度的关系如图所示。

①若温度为 时,反应15分钟,,则 分钟内的平均反应速率 _____________________
,则反应的平衡常数 _____________________
(5)使用惰性电极通过电解原理也可以制取甲醇,其反应装置如图所示:

电极a接电源的_________极(填“正”或“负”);生成甲醇的电极反应式为_____________________________
2024-02-02更新 | 478次组卷
解答题-工业流程题 | 适中 (0.65)
名校
解题方法
【推荐3】LiFePO4可作为新型锂离子电池的正极材料。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3、Fe2O3及少量CuO、SiO2杂质)为主要原料生产TiOSO4,同时得到的绿矾(FeSO4·7H2O)与磷酸和LiOH反应可制备LiFePO4,LiFePO4的制备流程如下图所示:

请回答下列问题;
(1)酸溶时FeTiO3与硫酸反应的化学方程式可表示为_______
(2)①加铁屑还原的目的是_______
②过滤前需要检验Fe3+是否已被完全还原,其实验操作可描述为_______
(3)“反应”需要按照顺序加入磷酸和LiOH,请判断先加入的应该是_______(填“磷酸”或“LiOH”)磷酸。
(4)滤渣中的铜提纯后可用于制取Cu2O,Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应:2Cu+H2OCu2O+H2↑。则该装置中铜电极应连接直流电源的_______极,石墨电极的电极反应式为_______,当有0.1 mol Cu2O生成时电路中转移_______mol电子。
2021-03-13更新 | 237次组卷
共计 平均难度:一般