8.化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于理解化學(xué)知識(shí),形成化學(xué)觀念,提高探究與創(chuàng)新能力,提升科學(xué)素養(yǎng).
(1)能量之間可以相互轉(zhuǎn)化:電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,而原電
池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.設(shè)計(jì)兩種類型的原電池,探究其能量轉(zhuǎn)化效率.
限選材料:ZnSO4(aq),F(xiàn)eSO4(aq),CuSO4(aq);銅片,鐵片,鋅片和導(dǎo)線.
①成原電池的甲裝置示意圖(如圖),并作相應(yīng)標(biāo)注.
要求:在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素.
②以銅片為電極之一,CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液,只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙,工作一段時(shí)間后,可觀察到負(fù)極電極逐漸溶解.
③甲、乙兩種原電池中可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是甲,其原因是甲可以保持電流穩(wěn)定,化學(xué)能基本都轉(zhuǎn)化為電能.而乙中的活潑金屬還可以與CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng),部分能量轉(zhuǎn)化為熱能.
(2)根據(jù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原理,為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕,在(1)的材料中應(yīng)選鋅片作陽(yáng)極.

分析 (1)①依據(jù)原電池原理和鹽橋的作用,在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素,設(shè)計(jì)不同的電極為銅和鋅,電解質(zhì)溶液為硫酸銅和硫酸鋅溶液;
②以銅片為電極之一,CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液,只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙,則另一電極應(yīng)比銅活潑做負(fù)極;
③從電硫穩(wěn)定,能量轉(zhuǎn)化徹底,反應(yīng)速率快等分析判斷;
(2)牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原理是原電池中把被保護(hù)的金屬設(shè)計(jì)成正極,另一活潑的金屬做負(fù)極.

解答 解:(1)①在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素,如圖示設(shè)計(jì)原電池,鋅做負(fù)極,銅做正極,原電池的甲裝置示意圖為:,故答案為:;
②以銅片為電極之一,CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液,只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙,依據(jù)原電池反應(yīng)的原理,需要選用比銅活潑的鋅做負(fù)極,下層原電池,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),Zn-2e-=Zn2+,鋅溶解,故答案為:電極逐漸溶解;
③甲乙兩種原電池中可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是甲,因?yàn)榧卓梢员3蛛娏鞣(wěn)定,化學(xué)能基本都轉(zhuǎn)化為電能.而乙中的活潑金屬還可以與CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng),部分能量轉(zhuǎn)化為熱能,
故答案為:甲;甲可以保持電流穩(wěn)定,化學(xué)能基本都轉(zhuǎn)化為電能.而乙中的活潑金屬還可以與CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng),部分能量轉(zhuǎn)化為熱能;
(2)根據(jù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原理,是原電池原理的應(yīng)用,利用被保護(hù)的金屬做正極被保護(hù)選擇,為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕,應(yīng)選擇比鐵活潑的金屬做負(fù)極,在電池內(nèi)電路為陽(yáng)極,稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,材料中 選擇鋅做陽(yáng)極,
故答案為:鋅片.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池裝置設(shè)計(jì),鹽橋的作用分析應(yīng)用,金屬保護(hù)的方法和名稱,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

18.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.已知:H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)△H=-285.8 kJ•mol-1,則H2的燃燒熱為-285.8 kJ•mol-1
B.已知:S(g)+O2(g)═SO2(g)△H1=-Q1;S(s)+O2(g)═SO2(g)△H2=-Q2,則Q1<Q2
C.已知:$\frac{1}{2}$H2SO4(濃)+NaOH(aq)═$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H1;CH3COOH(aq)+NH3•H2O(aq)═CH3COONH4(aq)+H2O(l)△H2,則有|△H1|<|△H2|
D.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H=+489.0 kJ•mol-1 CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)△H=-283.0 kJ•mol-1
C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5 kJ•mol-1 則4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1 641.0 kJ•mol-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

19.下列有關(guān)0.2mol•L-1 BaCl2溶液的說(shuō)法正確的是( 。
A.1L溶液中Cl-離子濃度為0.2mol•L-1
B.1L溶液中Cl-離子總數(shù)為0.2NA
C.1L溶液中Ba2+離子濃度為0.2mol•L-1
D.1L溶液中Ba2+和Cl-離子總數(shù)為0.4NA

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

16.已知25℃時(shí)部分弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)數(shù)據(jù)如表所示:
化學(xué)式CH3COOHH2CO3HClO
電離平
衡常數(shù)
Ka=1.8×10-5Ka1=4.3×10-7Ka2=5.6×10-11Ka=3.0×10-8
回答下列問(wèn)題:
(1)物質(zhì)的量濃度均為0.1mol•L-1的四種溶液:pH由小到大排列的順序是a<d<c<b(用編號(hào)填寫).a(chǎn).CH3COONa   b.Na2CO3 c.NaClO   d.NaHCO3
(2)常溫下,0.1mol•L-1 CH3COOH溶液加水稀釋過(guò)程中,下列表達(dá)式的數(shù)據(jù)變大的是BD.
A.c(H+)  B.$\frac{c({H}^{+})}{c(C{H}_{3}COOH)}$   C.c(H+)•c(OH-)  D.$\frac{c(O{H}^{-})}{c({H}^{+})}$    E.$\frac{c({H}^{+})•c(C{H}_{3}CO{O}^{-})}{c(C{H}_{3}COOH)}$
(3)硫單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用.向等物質(zhì)的量濃度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸 至過(guò)量.其中H2S、HS-、S2-的分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與滴加鹽酸體積的關(guān)系如圖所示(忽略滴加過(guò)程H2S氣體的逸出).試分析:
①B曲線代表HS-分?jǐn)?shù)變化(用微粒符號(hào)表示);滴加過(guò)程中,溶液中一定成立:c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]或c(Cl-)+c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)-c(H+);.
②M點(diǎn),溶液中主要涉及的離子方程式2S2-+3H+=HS-+H2S.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

3.在VL密閉容器中,通入0.2mol SO2和0.2mol SO3氣體,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2SO2+O2?2SO3.平衡時(shí)SO3為amol;在相同溫度下按下列配比在VL密閉容器中放入起始物質(zhì),平衡時(shí)有關(guān)SO3的正確敘述是( 。
A.放入0.2mol SO2、0.1molO2、0.1mol SO3,達(dá)到平衡時(shí)SO3必小于amol
B.放入0.2mol SO2、0.1molO2、0.2mol SO3,達(dá)到平衡時(shí)SO3必大于amol
C.放入0.4mol SO2、0.1molO2,達(dá)到平衡時(shí)SO3會(huì)等于0.4amol
D.放入0.2mol SO2、0.1molO2,達(dá)到平衡時(shí)SO3必小于amol

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

13.對(duì)于在同一容器中進(jìn)行的反應(yīng)C+O2═CO2,下列說(shuō)法不正確的是(  )
A.將碳?jí)K磨成粉末可以加快反應(yīng)速率
B.升高溫度一般可以加快反應(yīng)速率
C.容器體積不變時(shí),向其中充入N2,反應(yīng)速率不變
D.增加碳的量可以加快反應(yīng)速率

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

20.NaHCO3的電離方程式:NaHCO3═Na++HCO3-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

1.某溫度下,向某密閉容器中加入1mol N2和3mol H2,使之反應(yīng)合成NH3,平衡后測(cè)得NH3的體積分?jǐn)?shù)為m.若溫度不變,只改變起始加入量,使之反應(yīng)平衡后NH3的體積分?jǐn)?shù)仍為m.假設(shè)N2、H2、NH3的加入量(單位:mol)用x、y、z表示,應(yīng)滿足:
(1)恒定溫度、體積
①若x=0,y=0,則z=2;
②若x=0.75,y=2.25,則z=0.5;
③x、y、z應(yīng)滿足的一般條件是x+$\frac{1}{2}$z=1、y+$\frac{3}{2}$z=3.
(2)恒定溫度、壓強(qiáng)
①若x=0,y=0,則z>0;
②x、y、z應(yīng)滿足的一般條件是$\frac{x}{y}$=$\frac{1}{3}$,Z≥0.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

2.已知熱化學(xué)方程式H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,
(1)實(shí)驗(yàn)室用0.25L 0.10mol/L的一元強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中和,若中和后溶液體積為0.5L,中和后的溶液的比熱容為4.2×10-3kJ/(g•℃),且密度為1.0g/mL,則溶液溫度升高0.68℃.
(2)將V1mL 1.0mol/L HCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測(cè)量并記錄溶液溫度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(實(shí)驗(yàn)中始終保持V1+V2=50mL).下列敘述正確的是B
A.做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度為22℃
B.該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可能轉(zhuǎn)化為熱能
C.NaOH溶液的濃度約為1.0mol/L
D.該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
(3)關(guān)于用水制取二級(jí)能源氫氣,以下研究方向不正確的是AC
A.組成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì),因此可研究在不分解的情況下,使氫氣成為二級(jí)能源
B.設(shè)法將太陽(yáng)能聚焦產(chǎn)生高溫,使水分解產(chǎn)生氫氣
C.尋找催化劑使水分解,同時(shí)釋放能量
D.尋找特殊化學(xué)物質(zhì)用于開(kāi)發(fā)廉價(jià)能源,以分解水取得能源
(4)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫.
①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1=-393.5kJ•mol-1
②CO2(g)+C(s)═2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
③S(s)+O2(g)═SO2(g)△H3=-296.0kJ•mol-1
請(qǐng)寫出CO與SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:2CO(g)+SO2(g)═S(s)+2CO2(g)△H=-270kJ•mol-1

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