12.如圖所示3套實(shí)驗(yàn)裝置,分別回答下列問(wèn)題:

(1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn).一段時(shí)間后,向插入碳棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞溶液,可觀察到碳棒附近的溶液變紅,該電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O═4OH-
(2)裝置2中的石墨是正極(填“正”或“負(fù)”),該裝置發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
(3)裝置3中甲燒杯盛放100mL 0.2mol•L-1的NaCl溶液,乙燒杯盛放100mL 0.5mol•L-1的CuSO4溶液.反應(yīng)一段時(shí)間后,停止通電.取出Cu電極,洗滌、干燥、稱(chēng)量,電極增重 0.64g.
①電源的M端為正極,甲燒杯中鐵電極的電極反應(yīng)為Fe-2e-═Fe2+
②乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+;
③甲、乙兩燒杯中生成的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下共224mL.

分析 (1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn),發(fā)生電化學(xué)腐蝕,鐵為負(fù)極,碳為正極,觀察到碳棒附近的溶液變紅,說(shuō)明在碳極上氧氣得電子生成OH-離子,以此判斷并書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式;
(2)裝置2為原電池,負(fù)極為Cu,電極反應(yīng)為:Cu-2e-═Cu2+,正極為石墨,電極反應(yīng)為2Fe+2e-═2Fe2+,以此書(shū)寫(xiě)電池總反應(yīng);
(3)①反應(yīng)一段時(shí)間后,停止通電.向甲燒杯中滴入幾滴酚酞,觀察到石墨電極附近首先變紅,說(shuō)明在石墨電極上生成OH-離子,電極反應(yīng)為:2H2O+2e-═2OH-+H2↑,發(fā)生還原反應(yīng),為電解池的陰極,連接電源的負(fù)極,即M端為正極,N端為負(fù)極,陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e-═Fe2+,
②乙燒杯電解硫酸銅溶液,石墨為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為4OH--4e-═O2↑+H2O,Cu為陰極,電極反應(yīng)為Cu2++2e-═Cu,電解的總反應(yīng)為2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+,
③根據(jù)電極反應(yīng)和串聯(lián)電路各極上轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目相等進(jìn)行計(jì)算.

解答 解:(1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn),發(fā)生電化學(xué)腐蝕,鐵為負(fù)極,碳為正極,觀察到碳棒附近的溶液變紅,說(shuō)明在碳極上氧氣得電子生成OH-離子,反應(yīng)的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O═4OH-,故答案為:O2+4e-+2H2O═4OH-;
(2)裝置2為原電池,負(fù)極為Cu,電極反應(yīng)為:Cu-2e-═Cu2+,正極為石墨,電極反應(yīng)為2Fe+2e-═2Fe2+,反應(yīng)的總方程式為2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
故答案為:正;2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
(3)①反應(yīng)一段時(shí)間后,停止通電.向甲燒杯中滴入幾滴酚酞,觀察到石墨電極附近首先變紅,說(shuō)明在石墨電極上生成OH-離子,電極反應(yīng)為:2H2O+2e-═2OH-+H2↑,發(fā)生還原反應(yīng),為電解池的陰極,連接電源的負(fù)極,即M端為正極,N端為負(fù)極,陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e-═Fe2+,故答案為:正;Fe-2e-═Fe2+
②乙燒杯電解硫酸銅溶液,石墨為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為4OH--4e-═O2↑+H2O,Cu為陰極,電極反應(yīng)為Cu2++2e-═Cu,電解的總反應(yīng)為2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+,
故答案為:2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+
③取出Cu電極,洗滌、干燥、稱(chēng)量、電極增重0.64g,則生成Cu的物質(zhì)的量為$\frac{0.64g}{64g/mol}$=0.01mol,轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.01mol×2=0.02mol,
根據(jù)甲燒杯產(chǎn)生氣體的電極反應(yīng)計(jì)算生成氣體的體積,
2H2O+2e-═2OH-+H2↑,
2mol 22.4L
0.02mol V
V=$\frac{22.4L×0.02mol}{2mol}$=0.224L,即224ml,故答案為:224.

點(diǎn)評(píng) 本題考查電化學(xué)知識(shí),題目難度中等,做題時(shí)注意電極的判斷和電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě),注意串聯(lián)電路中各電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等,利用反應(yīng)的方程式計(jì)算.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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2.已知反應(yīng):X(g)+2Y(g)?2Z(g),將X和Y氣體按體積比1:2混合于一密閉容器中,并加壓到3×107Pa時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)反應(yīng)物、生成物的物質(zhì)的量之比為6:1,則如右圖所示,此時(shí)反應(yīng)對(duì)應(yīng)的溫度為(  )
A.100℃B.200℃C.300℃D.400℃

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3.下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的為( 。
A.Na+   1s22s22p6B.F-      1s22s22p6
C.N3-    1s22s22p3D.O       1s22s22p4

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20.某溫度時(shí),測(cè)得0.01mol•L-1的NaOH 溶液pH=11.
(1)該溫度下,水的離子積(KW)=10-13
(2)在此溫度下該溶液中由水電離出的OH-物質(zhì)的量濃度為10-11mol•L-1
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7.以A、B兩根石墨棒作電極,電解AgNO3溶液,通電t min,在B極收集到氣體11.2mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),然后將電源反接,以相同的電流通電$\frac{t}{2}$min,若溶液體積為200mL(設(shè)體積不變),則溶液的pH為2.

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17.舉世矚目的中國(guó)探月工程三期再入返回試驗(yàn)器于2014年10月24日凌晨成功發(fā)射,為實(shí)現(xiàn)月球采樣和首次地月往返踏出了成功的第一步.探月工程三期的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)采樣返回,突破月面采樣、月面上升、月球軌道交會(huì)對(duì)接等核心關(guān)鍵技術(shù).已知所用火箭推進(jìn)劑為肼 (N2H4)和過(guò)氧化氫(H2O2),火箭箭體一般采用鈦合金材料.
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)N2H4、H2O2分子中電負(fù)性最大的元素在周期表中的位置為第二周期第ⅤⅠA族,第一電離能最大的元素為N.
(2)鈦的原子序數(shù)為22,其基態(tài)電子排布式示意圖為
(3)1mol N2H4分子中含有的共價(jià)鍵數(shù)目為3.01×1024
(4)H2O2分子結(jié)構(gòu)如圖1,其中心原子雜化軌道為sp3,估計(jì)它難溶于CS2,簡(jiǎn)要說(shuō)明原因H2O2為極性分子,CS2為非極性溶劑,所以H2O2不能溶解在CS2中.
(5)氮化硼其晶胞如圖2所示,則處于晶胞頂點(diǎn)上的原子的配位數(shù)為4,若立方氮化硼的密度為ρ g•cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則兩個(gè)最近N原子間的距離為$\frac{\sqrt{2}}{2}×\root{3}{\frac{100}{{N}_{A}ρ}}$cm.

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4.下列關(guān)于晶體的說(shuō)法中,不正確的是( 。
①晶體中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶體中原子排列相對(duì)無(wú)序,無(wú)自范性 
②含有金屬陽(yáng)離子的晶體一定是離子晶體 
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④MgO的晶格能遠(yuǎn)比NaCl大,這是因?yàn)榍罢唠x子所帶的電荷數(shù)多,離子半徑小 
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⑥晶體根據(jù)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)只可分為分子晶體、原子晶體、離子晶體和金屬晶體四大類(lèi) 
⑦干冰晶體中,一個(gè)CO2分子周?chē)?2個(gè)CO2分子緊鄰;CsCl和NaCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)都為6.
A.①②③⑥B.②③④C.④⑤⑥D.②③⑥⑦

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1.下面有關(guān)晶體的敘述中,正確的是(  )
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2.實(shí)驗(yàn)室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下:

已知實(shí)驗(yàn)室可用飽和亞硝酸鈉(NaNO2)溶液與飽和氯化銨溶液經(jīng)加熱后反應(yīng)制取氮?dú)猓?br />(1)從圖1中選擇制取氣體的合適裝置:氮?dú)鈇、氫氣b.

(2)氮?dú)夂蜌錃馔ㄟ^(guò)圖2甲裝置,甲裝置的作用除了將氣體混合外,還有干燥氣體 控制氫氣和氮?dú)獾牧魉、?br />(3)氨合成器出來(lái)經(jīng)冷卻的氣體連續(xù)通入圖2乙裝置的水中吸收氨,不會(huì)(填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生倒吸,原因是混合氣體中含有大量難溶于水的氮?dú)、氫氣兩種氣體.
(4)用乙裝置吸收一段時(shí)間氨后,再通入空氣,同時(shí)將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶?jī)?nèi),能使鉑絲保持紅熱,錐形瓶中還可觀察到的現(xiàn)象是有紅棕色氣體產(chǎn)生.
(5)寫(xiě)出乙裝置中氨氧化的化學(xué)方程式:4NH3+5O2$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H2O.
(6)反應(yīng)結(jié)束后錐形瓶?jī)?nèi)的溶液中含有H+、OH-、NH4+、NO3-

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