A. a极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- B. c为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜 C. 气体乙为O2,产物丁为硫酸
D. 若撤去离子交换膜c、d再电解硫酸钠溶液,则不能制得硫酸和烧碱 【答案】D
【解析】分析:根据装置图,a为阳极,b为阴极,根据放电顺序,a极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,气体甲为O2,b极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,气体乙为H2,为了制得硫酸和烧碱溶液,结合“中间隔室的Na+、SO42-可分别通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室”,c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜;若撤去离子交换膜c、d,电解Na2SO4溶液即电解水,最后得到的仍是Na2SO4溶液。
详解:根据装置图,a极与直流电源的正极相连,a极为阳极,b极与直流电源的负极相连,b极为阴极。A项,a极为阳极,a极的的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,A根据放电顺序,
+2-项错误;B项,结合“中间隔室的Na、SO4可分别通过离子交换膜,而两端隔室中离子被+
阻挡不能进入中间隔室”分析,a极上除了生成O2外,还生成H,为了制得硫酸,c为阴离2-子交换膜,SO4向阳极室移动,b极为阴极,根据放电顺序,b极的的电极反应式为
2H2O+2e-=H2↑+2OH-,b极上除生成H2外,还生成OH-,为了制得NaOH,d为阳离子交换
+
膜,Na向阴极室移动,B项错误;C项,阴极产生的气体乙为H2,产物丁为NaOH溶液,
C项错误;D项,若撤去离子交换膜c、d,电解Na2SO4溶液即电解水,反应为2H2O
2H2↑+O2↑,最后得到的仍是Na2SO4溶液,不能制得硫酸和NaOH,D项正确;答
案选D。
点睛:本题考查电解原理,明确阴、阳极和离子的放电顺序是解题的关键,结合电极反应式作答。难点是离子交换膜的判断,阴离子交换膜只许阴离子通过,阳离子交换膜只许阳离子通过。
6. W、X、Y、Z是原子序数依次增加的短周期主族元素。W存在4原子核18电子的氢化物分
子,X 的最外层电子数是电子层数的,Z与W同主族,X、Y、Z的最外层电子数之和为9。下列说法正确的是 A. 简单离子半径:W>X>Y>Z B. 简单氢化物的沸点:Z>W C. X2W、YZ均为离子化合物
D. W、X、Z三种元素组成的化合物水溶液显酸性 【答案】C
【解析】分析:X的最外层电子数是电子层数的,X为Na元素;W存在4原子核18电子W的原子序数小于X,W为O元素;Z与W同主族,Z的原子序数大于X,Z的氢化物分子,
为S元素;X、Z的最外层电子数依次为1、6,X、Y、Z的最外层电子数之和为9,Y原子的最外层电子数为2,Y的原子序数介于X与Z之间,Y为Mg元素。
7. 常温下将NaOH溶液滴加到亚硒酸(H2SeO3)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述正确的是
A. Ka1(H2SeO3)的数量级为10-7
B. 曲线M表示pH与lgC. NaHSeO3溶液中c(OH-)>c(H+) D. 混合溶液中:lg【答案】D
【解析】分析:当lg
- lg
的变化关系
=lgKa1(H2SeO3)-lgKa2(H2SeO3)=4
与lg
相等时,曲线M的pH小于N曲线,H2SeO3
分步电离且一级电离常数远大于二级电离常数,曲线M表示pH与lg的变化关系,
曲线N表示pH与lg的变化关系。根据曲线M上的点(2.6,0)计算
Ka1(H2SeO3),进一步计算HSeO3-的水解平衡常数;根据曲线N上的点(6.6,0)计算
-Ka2(H2SeO3),由HSeO3的电离平衡常数和水解平衡常数的大小判断NaHSeO3溶液的酸碱
性;由电离平衡常数表达式和关键点计算lg- lg。
详解:当lg与lg
相等时,曲线M的pH小于N曲线,H2SeO3分步电离
且一级电离常数远大于二级电离常数,曲线M表示pH与lg的变化关系,曲线N
表示pH与lgH2SeO3
的变化关系。A项,H2SeO3的电离方程式为:
H++SeO32-,H2SeO3的电离平衡常数,曲线M上当lg
=0时溶液的pH=2.6,即
H++HSeO3-、HSeO3-
Ka1(H2SeO3)=
=1时溶液中
c(H+)=10-2.6mol/L,Ka1(H2SeO3)=10-2.6=100.410-3,H2SeO3的电离平衡常数Ka2(H2SeO3)=
10-3,Ka1(H2SeO3)的数量级为
,曲线N上当
lg=0时溶液的pH=6.6,即=1时溶液中
10-7,Ka2(H2SeO3)的数量级为10-7,A
c(H+)=10-6.6mol/L,Ka2(H2SeO3)=10-6.6=100.4项错误;B项,lg
与lg
相等时,曲线M的pH小于N曲线,H2SeO3分步
电离且一级电离常数远大于二级电离常数,曲线M表示pH与lg的变化关系,B
-C项,NaHSeO3溶液中既存在HSeO3-的电离平衡,HSeO3-项错误;又存在HSeO3的水解平衡,-水解平衡方程式为HSeO3+H2O
H2SeO3+OH-,HSeO3-的水解平衡常数
=
=
=10-11.4
Kh==
Ka2(H2SeO3)=10-6.6,HSeO3-的电离程度大于HSeO3-的水解程度,NaHSeO3溶液呈酸性,
+
溶液中c(H)
c(OH-),C项错误;D项,lg
-
lg=lg-lg=lgKa1(H2SeO3)-lg
Ka2(H2SeO3)=lg10-2.6-lg10-6.6=-2.6-(-6.6)=4,D项正确;答案选D。
点睛:本题考查与pH有关的图像分析、电离平衡常数的计算、溶液中离子浓度的大小关系,准确判断曲线M、曲线N表示的含义是解题的关键。根据关键点的数据计算电离平衡常数,判断NaHSeO3溶液的酸碱性要分清HSeO3电离和水解的主次。
8. 亚硝酸钠被称为工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛。某小组制备亚硝酸钠的实验装置如图所示(部分夹持装置已略去)。
-
已知:
①2NO+Na2O2=2NaNO2、2NaNO2+O2=2NaNO3 ②3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O
③酸性条件下,NO或NO2都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+