Question

【題目】某混合物漿液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4．考慮到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置（見圖），使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的問題。

Ⅰ．固體混合物的分離和利用（流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標(biāo)明）

（1）C→Al的制備方法稱為電解法，請(qǐng)寫出陽(yáng)極反應(yīng)方程式_____________________．

（2）該小組探究反應(yīng)②發(fā)生的條件．D與濃鹽酸混合，不加熱無(wú)變化；加熱有Cl2生成，當(dāng)反應(yīng)停止后，固體有剩余，此時(shí)滴加硫酸，又產(chǎn)生Cl2．由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有（填序號(hào)）_____。

A．溫度 B．溶液的pH值 C．Cl-和-的濃度

（3）固體D是堿性鋅錳電池的正極，請(qǐng)寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)方程式_____________ 。

（4）0.2molCl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成CO和TiCl4（熔點(diǎn)-25℃,沸點(diǎn)136．4℃）放熱8.56kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________________________________．

Ⅱ．含鉻元素溶液的分離和利用

（5）用惰性電極電解時(shí)，能從漿液中分離出來(lái)的原因是_________________，

分離后得到的含鉻元素的粒子有﹣和﹣，原因是__________________________(用離子反應(yīng)方程式表示)，陰極室生成的物質(zhì)為_____________（寫化學(xué)式）；

Answer 1

【答案】2O2--4e-=O2 AB Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2 2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）=TiCl4（l）+2CO（g）△H=﹣85.6kJmol﹣1 在直流電場(chǎng)作用下通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極室移動(dòng)，從而脫離漿液； 2+2H++H2O； NaOH和H2

【解析】

（1）固體混合物含有Al（OH）3、MnO2，加入NaOH溶液，過(guò)濾，可得到濾液A為NaAlO2，通入二氧化碳，生成B為Al（OH）3，固體C為Al2O3，電解熔融的氧化鋁可得到Al；固體D為MnO2，加熱條件下與濃鹽酸反應(yīng)可生成氯氣；

（2）題中涉及因素有溫度和濃度；

（3）固體D為MnO2，是堿性鋅錳電池的正極，該電池的負(fù)極是鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)方程式Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2 ；

（4）0.2molCl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成CO和TiCl4（熔點(diǎn)-25℃,沸點(diǎn)136．4℃）放熱8.56kJ，則2mol氯氣反應(yīng)放出的熱量為2÷0.2×8.56kJ=85.6kJ，由質(zhì)量守恒可知還原性氣體為CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g），以此可計(jì)算反應(yīng)熱并寫出熱化學(xué)方程式；

Ⅱ．（5）電解時(shí)，CrO42－通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極移動(dòng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和NaOH，由此解答。

Ⅰ．（1）C→Al的制備方法稱為電解法，固體C為Al2O3，電解熔融的氧化鋁可得到Al，陽(yáng)極反應(yīng)方程式2O2--4e-=O2；

（2）反應(yīng)涉及的條件為加熱，加熱下可反應(yīng)，另外加熱硫酸，氫離子濃度變化，可知影響的因素為溫度和氫離子濃度，故選：AB；

（3）固體D為MnO2，是堿性鋅錳電池的正極，該電池的負(fù)極是鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)方程式Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2 ；

（4）0.2molCl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成CO和TiCl4（熔點(diǎn)-25℃,沸點(diǎn)136．4℃）放熱8.56kJ，則2mol氯氣反應(yīng)放出的熱量為2÷0.2×8.56kJ=85.6kJ，所以熱化學(xué)方程式為2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g）△H=-85.6kJ·mol－1；

Ⅱ．（5）電解時(shí)，CrO42－通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極移動(dòng)，從而從漿液中分離出來(lái)，因存在2CrO42－+2H＋Cr2O72－+H2O，則分離后含鉻元素的粒子是CrO42－、Cr2O72－，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和NaOH。