【題目】如下圖所示,某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜。
根據(jù)要求回答相關(guān)問題:
(1)甲裝置中通入氧氣的電極為______________(填“正極”或“負(fù)極”),負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________________。
(2)乙裝置中鐵電極為_______(填“陽極”或“陰極”),石墨電極(C)上發(fā)生_____反應(yīng)(填“氧化”或“還原”),其電極反應(yīng)式為___________________。
(3)反應(yīng)一段時(shí)間后,乙裝置中生成氫氧化鈉主要在_____________區(qū)。(填“鐵極”或“石墨極”)
(4)如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì),丙裝置中反應(yīng)一段時(shí)間,硫酸銅溶液濃度將_______(填“增大”“減小”或“不變”)。
(5)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,有2.24 L氧氣參加反應(yīng),則乙裝置中鐵電極上生成的氣體的分子數(shù)為_____;丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為_____________。
【答案】正極 H2-2e-+2OH-=2H2O 陰極 氧化 2Cl--2e-=Cl2↑ 鐵極 減小 0.2NA(或1.204×1023) 12.8 g
【解析】
甲為燃料電池,氫氣通入一極為負(fù)極,氧氣通入一極為正極;乙為電解池,與負(fù)極相連的Fe電極為陰極,與正極相連的石墨電極為陽極,實(shí)質(zhì)為電解飽和食鹽水;丙為精煉池,與正極相連的粗銅為陽極,與負(fù)極相連的精銅為陰極。
(1)燃料電池中氧氣通入一極為正極,得電子發(fā)生還原反應(yīng),氫氣通入一極為負(fù)極,氫氣在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O,故答案為:正極;H2-2e-+2OH-=2H2O;
(2)乙池屬于電解池,與負(fù)極相連的鐵電極是陰極,與正極相連的石墨電極是陽極,氯離子在陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-═Cl2↑,故答案為:陰極;氧化;2Cl--2e-═Cl2↑;
(3)乙池中陰極是鐵電極,陽極是石墨電極,陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,陰極上水電離出的氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣,破壞水的電離平衡,使陰極附近氫氧根離子逐漸增大呈堿性,所以乙裝置中生成氫氧化鈉主要在鐵極區(qū),故答案為:鐵極;
(4)如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì),比銅活潑的鋅與銅在陽極上失電子進(jìn)入溶液,陰極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)析出銅,根據(jù)得失電子守恒,陽極上溶解的銅小于陰極上析出的銅,所以丙裝置中反應(yīng)一段時(shí)間,硫酸銅溶液濃度將減小,故答案為:減小;
(5)根據(jù)方程式中的轉(zhuǎn)化關(guān)系可得:O2----2H2----2Cu,標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L氧氣的物質(zhì)的量為0.1mol,則生成氫氣的分子數(shù)是0.2×6.02×1023=1.204×1023,生成銅的質(zhì)量是0.2mol×64mol/L=12.8g,故答案為:0.2NA(或1.204×1023);12.8 g。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)的離子方程式正確的是( )
A.鈉與水反應(yīng):Na+H2O=Na++OH-+H2↑
B.氯氣與水反應(yīng): Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
C.氫氧化鋁中和胃酸:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
D.將鐵粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】關(guān)于如圖所示的原電池,下列說法正確的是( )
A. 電子從鋅電極通過電流表流向銅電極
B. 鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移
C. 鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng);銅電極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)是2H++2e-===H2↑
D. 取出鹽橋后,電流表仍會(huì)偏轉(zhuǎn),銅電極在反應(yīng)前后質(zhì)量不變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定條件下,在體積固定的密閉容器中通入2.0 mol SO2、1.2molO2,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH= -198 kJ·mol - 1,下列判斷不正確的是( )
A.2SO2(g) + O2(g) 2SO3(s) ΔH< -198kJ·mol-1
B.增加反應(yīng)物的量不能改變上述反應(yīng)的ΔH
C.充分反應(yīng)后,放出的熱量小于198 kJ
D.若從反應(yīng)開始到建立平衡放出熱量158.4 kJ,則SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】NaNO2是一種食品添加劑,它能致癌。酸性KMnO4溶液與NaNO2反應(yīng)的離子方程式為:MnO4-+NO2-+ →Mn2++NO3-+H2O。下列敘述中正確的是( )
A.該反應(yīng)中NO2-被還原B.反應(yīng)過程中溶液的酸性增強(qiáng)
C.生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4D.方程式中缺少的粒子是OH-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氨是最重要的氮肥,是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。其合成原理為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。在密閉容器中,使2molN2和6molH2混合發(fā)生上述反應(yīng):
(1)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),N2和H2的濃度比是____;N2和H2的轉(zhuǎn)化率比是____。
(2)升高平衡體系的溫度(保持體積不變),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量___________,密度______。(填“變大”“變小”或“不變”)。
(3)若容器恒容、絕熱,加熱使容器內(nèi)溫度迅速升至原來的2倍,平衡將_____(填“向左移動(dòng)”“向右移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。達(dá)到新平衡后,容器內(nèi)溫度_____(填“大于”“小于”或“等于”)原來的2倍。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)下圖所示能量變化,分析下列說法正確的是
A.A(g)+B(g)→C(g)+D(l)是放熱反應(yīng)
B.A(g)+B(g)→C(g)+D(l)是吸熱反應(yīng)
C.C(g)+D(l)→A(g)+B(g)是放熱反應(yīng)
D.A(g)+B(g)具有的能量小于C(g)+D(l)具有的能量
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【題目】(1)1mol乙醛分子中含有σ鍵的數(shù)目為________,乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛,其主要原因是____________________________________________。
(2)與OH-互為等電子體的一種分子為________________(填化學(xué)式)。
(3)短周期元素A、B、C、D,A元素的原子最外層電子排布式為ms1,B元素的原子價(jià)電子排布式為ns2np2,C元素位于第二周期且原子中p能級(jí)與所有s能級(jí)電子總數(shù)相等,D元素原子的L層的p能級(jí)中有3個(gè)未成對(duì)電子。
①C元素原子基態(tài)時(shí)的價(jià)電子排布式為________,若A元素為非金屬元素,A與C形成的化合物中的共價(jià)鍵屬于________鍵(填“σ”或“π”)。
②當(dāng)n=2時(shí),B的最簡單氣態(tài)氫化物的分子構(gòu)型為________,中心原子的雜化方式為________,BC2屬于________分子(填“極性”或“非極性”),當(dāng)n=3時(shí),B與C形成的晶體屬于________晶體。
(4)BF3與一定量的水形成晶體Q[(H2O)2·BF3],Q在一定條件下可轉(zhuǎn)化為R:
晶體Q中各種微粒間的作用力不涉及________(填序號(hào))。
a.離子鍵 b.共價(jià)鍵 c.配位鍵 d.金屬鍵 e.氫鍵 f.范德華力
(5)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水楊酸第一級(jí)電離形成的離子能形成分子內(nèi)氫鍵。據(jù)此判斷,相同溫度下電離平衡常數(shù)Ka2(水楊酸)________Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以NA代表阿伏加德羅常數(shù),且已知C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1300 kJ/mol,則下列說法中正確的是( )
A.當(dāng)有20NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí),熱化學(xué)方程式為2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2600 kJ/mol
B.當(dāng)有4NA個(gè)碳氧共用電子對(duì)生成時(shí),放出1300 kJ的能量
C.若生成NA個(gè)水蒸氣分子的焓變?yōu)?/span>ΔH',則ΔH'<ΔH
D.題給反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
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