【題目】二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體,是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑.目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝.
(1)①如圖裝置用石墨作電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2 . 寫出陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式: . ②電解一段時間,當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為112mL(標(biāo)準狀況)時,停止電解.通過陽離子交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為mol.
(2)為提高甲醇燃料的利用率,科學(xué)家發(fā)明了一種燃料電池,電池的一個電極通入空氣,另一個電極通入甲醇氣體,電解質(zhì)是摻入了Y2O3的ZrO2晶體,在高溫下它能傳導(dǎo)O2離子.電池工作時正極反應(yīng)為
(3)若以該電池為電源,用石墨做電極電解100mL含有如下離子的溶液.

離子

Cu2+

H+

Cl

SO42

c/molL﹣1

1

4

4

1

電解一段時間后,當(dāng)兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體時(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)陽極上收集到氧氣的物質(zhì)的量為mol.

【答案】
(1)Cl﹣5e+2H2O=ClO2↑+4H+;0.01
(2)O2+4e=2O2
(3)0.1
【解析】解:(1)①陽極發(fā)生氧化反應(yīng),由題意可知,氯離子放電生成ClO2,由元素守恒可知,有水參加反應(yīng),結(jié)合電荷守恒可知,同時生成氫離子,陽極電極反應(yīng)式為:Cl﹣5e+2H2O=ClO2↑+4H+,

所以答案是:Cl﹣5e+2H2O=ClO2↑+4H+;

②在陰極發(fā)生2H++2e=H2↑,氫氣的物質(zhì)的量為 =0.005mol,通過陽離子交換膜的陽離子為+1價離子,故交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為0.005mol×2=0.01mol,所以答案是:0.01;(2)燃料電池,電池的一個電極通 入空氣,另一個電極通入甲醇氣體,電解質(zhì)是摻入了 Y2O3的ZrO2晶體,在高溫下它能傳導(dǎo)O2離子,根據(jù)原電池原理,正極O2得到電子生成負極O2:O2+4e=2O2,所以答案是:O2+4e=2O2;(3)電解一段時間后,當(dāng)兩極收集到相同體積(相詞條件)的氣體時(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象),100ml溶液中含有c(Cu2+)=1mol/L,c(H+)=4mol/L,c(Cl)=4mol/L,c(SO42)=1mol/L;

陽極氯氣和陰極氫氣相同,設(shè)陽極生成的氧氣物質(zhì)的量為x,陰極上也應(yīng)生成氫氣物質(zhì)的量x

陽極電極反應(yīng)為:

2Cl

2e=

Cl2↑,4OH

4e﹣=2H2O+

O2

0.4mol

0.4mol

0.2mol

4x

x

陰極電極反應(yīng)為:

Cu2++

2e=

Cu,

0.1mol

0.2mol

0.1mol

2H++

2e=

H2↑;

2H++

2e=

H2

0.4mol

0.4mol

0.2mol

2x

x

依據(jù)電子守恒0.4+4x=0.2+0.4+2x

x=0.1mol

陽極上收集到氧氣的物質(zhì)的量0.1mol;

所以答案是:0.1.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有機玻璃的單體甲基丙烯酸甲酯(MMA) 的合成原理如下:

(MMA)

下列說法正確的是

A. 若反應(yīng)①的原子利用率為100%,則物質(zhì)X為CO2

B. 可用分液漏斗分離MMA和甲醇

C. 、均可發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、取代反應(yīng)

D. MMA與H2反應(yīng)生成Y,能與NaHCO3溶液反應(yīng)的Y的同分異構(gòu)體有3種

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】H、C、N、O、Na、S是常見的六種元素。請回答下列問題。

(1)S在元素周期表中的位置為______________。

(2)上述元素中非金屬性最強的是______________(填元素符號)。

(3)下列事實能說明O的非金屬性比S的非金屬性強的是________(填字母代號)。

a.O2H2S溶液反應(yīng),溶液變渾濁

b.加熱條件下H2SH2O更容易分解

c.在氧化還原反應(yīng)中,1 mol O21 mol S得電子多

d.H2O的沸點比H2S

(4)一定條件下,Na還原CCl4可得到金剛石與一種可溶性鹽,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。

(5)(N2H4)是一種無色易溶于水的油狀液體。其具有堿性和極強的還原性,在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛。

①已知肼的球棍模型如圖1所示,試寫出肼的電子式:______________。

②目前正在研發(fā)的一種肼燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖2所示,________(“a”“b”)電極為電池的負極。

③在1 L固定體積的密閉容器中加入0.1 mol N2H4,在303 K、Pt催化下發(fā)生反應(yīng)N2H4(l) N2(g)+2H2(g),測得容器中的與時間的關(guān)系如圖3所示,則 0~4 min內(nèi)氮氣的平均反應(yīng)速率v(N2)=____________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫時,體積均為50mL物質(zhì)的量濃度均為0.10mol/LHX、HY、HZ三種弱酸分別用0.10mol/LNaOH溶液滴定,滴定曲線如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是

A. 濃度均為0.10mol/L時,酸的電離度:HX<HY<HZ

B. pH均為3.0的三種酸加水稀釋至pH均為6.5,加入水的量:HX>HY>HZ

C. 圖中當(dāng)均滴入50mLNaOH溶液時,所得溶液中水的電離程度:HX>HY>HZ

D. NaOH溶液中和pH與體積均相等的三種酸時,消耗n(NaOH):HX<HY<HZ

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列實驗中均需要的儀器是(
①配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液 ②PH試紙的使用 ③過濾 ④蒸發(fā).
A.試管
B.膠頭滴管
C.玻璃棒
D.漏斗

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的原理為 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0.500℃時,在體積為1L 的固定容積的密閉容器中充入1mol CO2、3mol H2 , 測得CO2濃度與CH3OH 濃度隨時間的變化如圖所示,從中得出的結(jié)論錯誤的是( 。
A.曲線X可以表示CH3OH(g) 或H2O(g) 的濃度變化
B.從反應(yīng)開始到10min時,H2的反應(yīng)速率v(H2)=0.225mol/(L﹒min)
C.平衡時H2 的轉(zhuǎn)化率為75%
D.500℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列過程屬于物理變化的是

A.蠟燭燃燒B.漂白粉消毒C.食物腐敗D.干冰升華

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】根據(jù)問題填空:
(1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過程的能雖變化如圖所示.己知1mol SO2(g)氧化為1mol SO3(g)的△H=﹣99kJ/mol.
請回答下列問題:
①E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱(填“有”或“無”)影構(gòu).
②圖中△H=kJ/mol.
(2)由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1mol水蒸氣,放出241.8kJ熱量(25℃、101kPa下測得) ①寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
②若lmol水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水放熱45kJ,則反應(yīng)H2(g)+ O2(g)=H2O(l)的△H=kJ/mol.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】向含有5×10-3molHIO3 與少量淀粉的溶液中通入H2S,溶液變藍且有S析出,繼續(xù)通入H2S,溶液的藍色褪去,則在整個過程中( )

A. 共得到0.96g硫 B. 通入H2S的體積為336mL

C. 碘元素先被還原后被氧化 D. 轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為3.0×10-2 NA

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案