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(www.e-huaxue.com) 集各地最新资料精华 按“教材目录、知识体系”编排 [2018全国卷Ⅰ-13]最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如右所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极发生的反应为: ①EDTA-Fe2+ - e—= EDTA-Fe3+
②2 EDTA-Fe3++H2S= 2H++S+2 EDTA-Fe2+ 该装置工作时,下列叙述错误的是
A.阴极的电极反应:CO2+2H+ +2e—=CO+H2O B.协同转化总反应:CO2+H2S=CO+H2O+S C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低 D.若采用Fe3+/ Fe2+取代EDTA-Fe3+ /EDTA-Fe2+ 溶液需为酸性 【答案】C
【解析】该装置为电解池。A.CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO,得电子发生还原反CO2+2H++2e-=CO+H2O,A正确; B.应,故ZnO@石墨烯电极为阴极,电极反应式为:根据石墨烯电极上发生的电极反应可知①×2+②即得到阳极反应式为:H2S-2e-=2H++S,因此总反应式为CO2+H2S=CO+H2O+S,B正确; C.石墨烯电极为阳极,与电源的正极相连,因此石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯电极上的高,C错误; D.由于铁
3+2+3+2+
离子、亚铁离子均易水解,所以如果采用Fe/Fe取代EDTA-Fe/EDTA-Fe,溶液需要
酸性,D正确。答案选C。
【考点】氧化反应和还原反应与阴极和阳极的关系;阴极和阳极电势高低的判断;题中引入了新的信息以考查学生的自学能力与抗干扰能力。
[2018全国卷Ⅰ-26] (14分)醋酸亚铬[ (CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体,难溶于水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬,二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题:
⑴实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是 。仪器a的名称是 。
⑵将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开K1、K2,关闭K3。①c中溶液由绿色惭变为亮蓝色,该反应的离子方程式为: 。 ②同时c中有气体产生,该气体的作用是 。
⑶打开K3,关闭K1、K2。c中亮蓝色溶液流入d中,其原因是 ;d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是
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(www.e-huaxue.com) 集各地最新资料精华 按“教材目录、知识体系”编排 、洗涤、干燥。 ⑷指出d装置可能存在的缺点 。
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【答案】【答案】(1) 去除水中溶解氧;分液(滴液)漏斗 (2) ①Zn+2Cr+=Zn++2Cr+②
排除c中空气 (3) c中产生H2使压强大于大气压; (冰浴)冷却、过滤 (4) 敞开体系中醋酸亚铬能接触到空气。
【解析】在盐酸溶液中 Zn把Cr还原为Cr,同时锌与盐酸反应产生氢气排尽装置中的空气防止Cr被氧化,并使c中压强增大,把生成的CrCl2压入d装置中。
(1)由于醋酸亚铬易被氧化,所以需要尽可能避免与氧气接触,因此实验中所用蒸馏水均需煮沸后迅速冷却,目的是去除水中溶解氧;根据仪器构造可知仪器a是分液(或滴液)
3+2+
漏斗; (2)①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,说明Cr被锌还原为Cr,反应的离子3+2+2+
方程式为Zn+2Cr=Zn+2Cr; ②锌还能与盐酸反应生成氢气,由于装置中含有空气,
2+
3+
2+
能氧化Cr+,所以氢气的作用是排除c中空气; (3)打开K3,关闭K1和K2,由于锌继续与盐酸反应生成氢气,导致c中压强增大, c中亮蓝色溶液能流入d装置,与醋酸钠反应;根据题干信息可知醋酸亚铬难溶于冷水,所以为使沉淀充分析出并分离,需要采取的操作是(冰浴)冷却、过滤、洗涤、干燥。 (4)由于d装置是敞开体系,因此装置的缺点是醋酸亚铬可能与空气接触被氧化而使产品不纯。
【考点】醋酸亚铬的制备;化学实验与探究的能力;氧化还原、离子反应、阿伏加德罗定律。
[2018全国卷Ⅰ-27] (14分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应有广泛,回答下列问题:
⑴生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式: 。 ⑵利用烟道气中的SO2生产的工艺为:
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①PH=4.1 时,Ⅰ中为 溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是 。 ⑶制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有Na2SO3和NaHSO3。阳极的反应式为: 。电解后 室的NaHSO3溶液浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5 ⑷Na2S2O5可用作食品抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50mL葡萄酒样品,用0.01000mol/L的碘标准液
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(www.e-huaxue.com) 集各地最新资料精华 按“教材目录、知识体系”编排 滴定到终点,消10.00mL。滴定反应的离子方程式为: 。该样品中Na2S2O5的残留量为 g/L(以SO2计)。
【答案】(1) 2NaHSO3=Na2S2O5+H2O (2) ①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液 (3) 2H2O-4e=4H+O2↑,a (4) S2O52+2I2+3H2O=2SO42+4I+6H ,0.128
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+
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+
【解析】(1)亚硫酸氢钠过饱和溶液脱水生成焦亚硫酸钠,根据原子守恒可知反应的方程式为2NaHSO3=Na2S2O5+H2O
(2)①碳酸钠饱和溶液吸收SO2后的溶液显酸性,说明生成物是酸式盐NaHSO3,即Ⅰ中为NaHSO3;②依题目中信息“生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”知,要制备焦亚硫酸钠,需要制备亚硫酸氢钠过饱和溶液,据此判断答案为“得到NaHSO3过饱和溶液”;
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