【題目】Ⅰ.室溫下,將一元酸HA的溶液和KOH溶液等體積混合(忽略混合后溶液的體積變化),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:

實(shí)驗(yàn)序號(hào)

起始濃度/(mol·L1

反應(yīng)后溶液的pH

cHA

cKOH

01

01

9

x

02

7

請(qǐng)回答:

1HA溶液和KOH溶液反應(yīng)的離子方程式為_____。

2)下列關(guān)于反應(yīng)后的溶液說(shuō)法不正確的是____(填字母)。

a.實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后溶液中只存在著兩個(gè)平衡

b.實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后溶液中:cA)+cHA)>0.1mol·L1

c.實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后溶液中:cK)=cA)>cOH)=cH

d 實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)后的溶液中由水電離出的cOH)=10-9mol·L1;x>0.2mol·L1

Ⅱ.已知2H2g)+O2g)=2H2O1 ΔH=-572kJ·mol1。某氫氧燃料電池以疏松多孔石墨棒為電極,KOH溶液為電解質(zhì)溶液。

3)寫出該電池工作時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式____。

4)若該氫氧燃料電池每釋放2288kJ電能時(shí),會(huì)生成1mol液態(tài)水,則該電池的能量轉(zhuǎn)化率為____。

【答案】HAOHAH2O a d H22OH2e2H2O )80

【解析】

1HA溶液和KOH溶液反應(yīng)生成水和KA,據(jù)此書寫離子反應(yīng)方程式;
2a、HA為弱酸中A-存在電離平衡和水解平衡,水存在電離平衡,據(jù)此進(jìn)行分析;
b、溶液中存在電荷守恒,即cK++cH+=cA-+cOH-),溶液呈中性,即cOH-=cH+),則cK+=cA-),所以cA-+cHA>cK+),據(jù)此進(jìn)行分析;
c、據(jù)電荷守恒進(jìn)行分析;

d、反應(yīng)①結(jié)束后,溶液中溶質(zhì)為KA,會(huì)促進(jìn)水的電離;實(shí)驗(yàn)②結(jié)束后溶液為中性,說(shuō)明酸過(guò)量;
3)負(fù)極失去電子方式氧化反應(yīng),據(jù)此進(jìn)行分析;
4)根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算生成1mol水放出的能量,再利用燃料電池釋放228.8kJ電能來(lái)計(jì)算電池的能量轉(zhuǎn)化率。

1HA溶液和KOH溶液反應(yīng)生成水和HA,故化學(xué)方程式為HA+KOH=KA+H2O,故離子反應(yīng)方程式為HA+OH===A+H2O

2a、實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后溶液中有HA和KA兩種溶質(zhì),HA為弱酸、存在電離平衡,A存在水解平衡,水存在電離平衡,故溶液中存在著三個(gè)平衡而不是兩個(gè)平衡,故a選;

b、實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后溶液中存在電荷守恒,即c(K+)+c(H+)=c(A)+c(OH),溶液呈中性,即c(OH)=c(H+),則c(K+)=c(A),所以c(A)+c(HA)>c(K+),c(K+)=0.5c(KOH)=0.1mo1L1,則c(A)+c(HA)>0.1mo1L1,故b不選;

c、溶液中存在電荷守恒,即c(K+)+c(H+)=c(A)+c(OH),溶液呈中性,即c(OH)=c(H+),則c(K+)=c(A),溶液呈中性,KA為強(qiáng)堿弱酸鹽,顯堿性,要想使溶液呈中性,則增加HA的濃度,即c(K+)=c(A)>c(OH)=c(H+),故c不選;

d、反應(yīng)①結(jié)束后,溶液中溶質(zhì)為KA,A-水解會(huì)促進(jìn)水的電離,溶液中c(H+)=10-9mol/L,故cOH-=cOH-)==10-5mol/L;反應(yīng)②結(jié)束后,pH=7,即HA過(guò)量,即x>0.2;故d選;故答案為:ad;

3)負(fù)極失去電子方式氧化反應(yīng),故電極反應(yīng)方程式為H2+2OH2e=2H2O;

(5)2H2(g)+O2(g)═2H2O(I) H=572kJ·mol1可知,生成1mol水時(shí)放出的熱量為572KJ×0.5=286kJ,則電池的能量轉(zhuǎn)化率為為×100%=80%

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C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LCl2通入足量的石灰乳中制備漂白粉,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA

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4)工業(yè)上用電解熔融Al2O3的方法制備金屬鋁,其反應(yīng)方程式為_____________________________;

5)在生活中,常利用AlFe2O3間的鋁熱反應(yīng)來(lái)進(jìn)行焊接鋼軌。除了Fe2O3,鋁粉還可以與很多金屬氧化物組成鋁熱劑,下列氧化物中不能與鋁粉組成鋁熱劑的是___________

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