分析 Ⅰ(1)甲醇燃料電池是原電池反應(yīng),甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),注意電解質(zhì)溶液是堿性溶液;
(2)利用電子守恒,計(jì)算3.2g銅反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量,再據(jù)100mL1mol/L的硫酸銅溶液中含有溶質(zhì)的物質(zhì)的量和電解后生成硫酸的物質(zhì)的量計(jì)算離子濃度;
Ⅱ(3)A為陽(yáng)極,始終是氫氧根離子放電,B為陰極,開(kāi)始是銅離子放電,后來(lái)是氫離子放電,據(jù)電子守恒計(jì)算產(chǎn)生氣體體積;據(jù)硫酸根離子守恒計(jì)算所得硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度;
(4)C電極為陽(yáng)極,D電極為陰極,根據(jù)丙圖可知溶液中有三種金屬陽(yáng)離子,而根據(jù)丙的成分可知溶液中只有兩種金屬陽(yáng)離子,說(shuō)明在電解過(guò)程中還有Cu2+生成,因此C電極是Cu做陽(yáng)極,D電極是石墨做陰極,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量的變化確定曲線對(duì)應(yīng)的離子,結(jié)合轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量計(jì)算.
解答 解:Ⅰ(1)甲醇燃料電池是原電池反應(yīng),甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,故答案為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
(2)100mL1mol/L的硫酸銅溶液中含有銅離子0.1mo,硫酸根離子0.1mol,當(dāng)電解硫酸銅溶液時(shí),陰極反應(yīng)式為:Cu2++2e-=Cu,陽(yáng)極反應(yīng)式為:4OH--4e-=2H2O+O2↑,C極有3.2gCu即0.05mol溶解,轉(zhuǎn)移電子0.1mol,A極反應(yīng)掉氫氧根離子0.1mol,生成氫離子0.1mol,B極反應(yīng)掉銅離子0.05mol,剩余銅離子0.05mol,硫酸根離子物質(zhì)的量沒(méi)有變化,溶液中還存在水的電離平衡,所以離子濃度大小順序?yàn)椋篶(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-),
故答案為:c(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-);
Ⅱ(3)工作一段時(shí)間后,斷開(kāi)K,此時(shí)A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同,分析電極反應(yīng),B為陰極,溶液中銅離子析出,氫離子得到電子生成氫氣,設(shè)生成氣體物質(zhì)的量為X,溶液中銅離子物質(zhì)的量為0.1mol,電極反應(yīng)為:
Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑;
0.1mol 0.2mol 2x x
A電極為陽(yáng)極,溶液中的氫氧根離子失電子生成氧氣,電極反應(yīng)為:
4OH--4e-=2H2O+O2↑;
4x x
得到0.2+2x=4x
x=0.1mol
乙中A極析出的氣體是氧氣物質(zhì)的量為0.1mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L;
故答案為:2.24L;
(4)根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量的變化,可知,銅離子從無(wú)增多,鐵離子物質(zhì)的量減小,亞鐵離子增加,①為Fe3+,②為Fe2+,③為Cu2+,
依據(jù)(3)計(jì)算得到電子轉(zhuǎn)移為0.2mol,當(dāng)電子轉(zhuǎn)移為0.2mol時(shí),丙中陽(yáng)極電極反應(yīng)Cu-2e-=Cu2+,生成Cu2+物質(zhì)的量為0.1mol,圖象分析每個(gè)單位為0.05mol,陰極電極反應(yīng)Fe3++e-=Fe2+,溶液中有Fe3+ 0.2mol,F(xiàn)e2+ 0.3mol,Cu2+為0.1mol,所以需要加入NaOH溶液1.4mol,所以NaOH溶液等體積為1.4mol5mol/L=0.28L=280ml,
故答案為:Fe2+;280.
點(diǎn)評(píng) 本題綜合性較大,涉及燃料電池、離子濃度大小比較、電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)以及據(jù)電極反應(yīng)式的計(jì)算,為高考常見(jiàn)題型,難度較大.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | n(SO3)>n(SO2) | B. | n(SO3)=1mol | C. | 1mol<n(SO3)<2mol | D. | n(SO2)+n(SO3)=2mol |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 甲烷和氯氣在室溫下的黑暗環(huán)境中不可以穩(wěn)定存在 | |
B. | 將乙烯和乙烷氣體分別通入溴的四氯化碳溶液中前者褪色,后者不褪色 | |
C. | 苯能使溴水褪色是因?yàn)槎叻磻?yīng)生成了溴苯 | |
D. | 要除去乙烷中的乙烯制得純凈的乙烷,可將混合氣通入酸性高錳酸鉀溶液中 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 聚氯乙烯的單體是CH2═CHCl | |
B. | 通過(guò)加聚反應(yīng)得到的聚乙烯屬于天然高分子化合物 | |
C. | 煤的氣化是將其通過(guò)物理變化轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過(guò)程 | |
D. | 石油分餾的目的是生產(chǎn)乙烯、丙烯、甲烷等化工原料 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 能使酸性KMn04溶液褪色 | B. | 能發(fā)生酯化反應(yīng) | ||
C. | 能與NaOH溶液反應(yīng) | D. | 能發(fā)生水解反應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | ①④ | B. | ③⑤ | C. | ①②⑤ | D. | ①②④⑤ |
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