【題目】為了探究原電池和電解池的工作原理,某研究性學(xué)習(xí)小組分別用下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。據(jù)圖回答問(wèn)題。

I.用圖甲所示裝置進(jìn)行第一組實(shí)驗(yàn)時(shí):

(1)在保證電極反應(yīng)不變的情況下,不能替代Cu作電極的是_____ (填字母)。

A石墨 B. 鎂 C.銀 D.鉑

(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,SO42-____(填“從左向右”“從右向左”或“不”)移動(dòng);濾紙上能觀察到的現(xiàn)象是________________

II.該小組同學(xué)用圖乙所示裝置進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),兩極均有氣體產(chǎn)生,且Y極處溶液逐漸變成紫紅色;停止實(shí)驗(yàn)觀察到鐵電極明顯變細(xì),電解液仍然澄清。查閱資料知,高鐵酸根(FeO42-)在溶液中呈紫紅色。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及所查信息,回答下列問(wèn)題:

(3)電解過(guò)程中,X極處溶液的OH-濃度____(填“增大”“減小”或“不變)。

(4)電解過(guò)程中,Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________________。

(5)電解進(jìn)行一段時(shí)間后,若在X極收集到672mL氣體,Y電板(鐵電極)質(zhì)量減小0.28g,則在Y極收集到氣體為____mL(均己折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)氣體體積)。

(6)K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電池反應(yīng)總反應(yīng)式為2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,該電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______________。

【答案】B 從右向左 濾紙上有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生(答出“藍(lán)色沉淀”或“藍(lán)色斑點(diǎn)”即可) 增大 4OH--4e-=2H2O+O2Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O 168 2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-

【解析】

I.甲裝置是原電池,Zn作負(fù)極,Cu作正極,利用該原電池電解氫氧化鈉溶液,結(jié)合原電池、電解池的工作原理解答。

II.乙裝置是電解池,鐵電極與電源正極相連,作陽(yáng)極,鐵失去電子,碳棒是陰極,氫離子放電,結(jié)合電極反應(yīng)式以及電子得失守恒解答。

1)甲裝置是原電池,Zn作負(fù)極,Cu作正極。若要保證電極反應(yīng)不變,則另一個(gè)電極的活動(dòng)性只要比Zn弱即可。根據(jù)金屬活動(dòng)性順序可知MgZn因此不能是Mg,答案選B。

2)根據(jù)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引的原則,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,SO42會(huì)向正電荷較多的Zn電極方向移動(dòng)。即從右向左移動(dòng)。利用該原電池電解氫氧化鈉溶液,由于電極均是銅,在陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)Cu-2e-=Cu2+,產(chǎn)生的Cu2+在溶液中發(fā)生反應(yīng)Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,所以在濾紙上能觀察到的現(xiàn)象是有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生。

3)由圖可知:X為陰極。電解過(guò)程中,X極上發(fā)生:2H++2e-=H2↑,破壞了水的電離平衡,水繼續(xù)電離,最終導(dǎo)致溶液的c(OH-)增大,所以X極處溶液的c(OH-)增大。

4由于實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),兩極均有氣體產(chǎn)生,且Y極處溶液逐漸變成紫紅色;停止實(shí)驗(yàn)觀察到鐵電極明顯變細(xì),電解液仍然澄清。又因?yàn)楦哞F酸根(FeO42-)在溶液中呈紫紅色,所以在電解過(guò)程中,Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH4e=2H2O+O2↑和Fe6e+8OH=FeO42+4H2O;

5X電極產(chǎn)生氫氣,n(H2)=0.672L÷224L/mol=0.03mol,n(e-)=0.06mol。在整個(gè)電路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,則4×n(O2)+6×(028g÷56g/mol)=006mol解得n(O2)=00075mol,所以V(O2)=0.0075mol×22.4L/mol=0.168L=168mL;

6K2FeO4Zn也可以組成堿性電池,Zn作負(fù)極,負(fù)極的電極反應(yīng)式為3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2。K2FeO4在電池中作為正極材料,其電池反應(yīng)為2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2。用總反應(yīng)式減去負(fù)極電極式可得該電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2FeO42+6e+5H2O=Fe2O3+10OH。

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:

【題目】關(guān)于反應(yīng)2NaBr + Cl2 == 2NaCl + Br2,下列說(shuō)法正確的是

A. Cl2是氧化劑,反應(yīng)中Cl原子得到電子

B. 當(dāng)1molCl2完全反應(yīng)時(shí),有2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移

C. NaBr是還原劑,反應(yīng)中溴離子得到電子

D. 當(dāng)1molNaBr完全反應(yīng)時(shí),有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】配制500 mL 0.0500 mol·L-1Na2CO3溶液,不需要的儀器有

A.500 mL容量瓶B.溫度計(jì)

C.燒杯D.玻璃棒

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】CO2既是溫室氣體,也是重要的化工原料,以CO2為原料可合成多種有機(jī)物。

(1)CO2可用于生產(chǎn)甲醇,已知:2CO2(g)+6H2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH=QkJ/mol。一定條件下,按不同的投料比X(X=n(H2)/n(CO2))向某容積可變的恒壓密閉容器中充入CO2、H2,測(cè)得不同投料比時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。

①X1_______X2(填“>”或“<”,后同),Q_______0。

②圖中A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為______

③TK時(shí),在該容積可變的恒壓密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:

物質(zhì)的量(mol) 時(shí)間(min)

0

5

10

15

20

H2(g)

6.00

5.40

5.10

5.80

5.80

CO2(g)

2.00

1.80

1.70

1.60

1.60

CH2=CH2(g)

0

0.10

0.15

0.20

0.20

已知在10min時(shí)只改變了一個(gè)反應(yīng)條件,用改變的條件可能是______。

④下列情況下能表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____。

a.氣體密度不變 b.混合氣休的平均摩爾質(zhì)量不變 c.消耗速率:2v(H2O)=v(CO2)

(3)常溫下,用NaOH溶液作CO2捕捉劑不僅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工產(chǎn)品Na2CO3。

① 若某次捕捉后得到pH=10的溶液,則溶液中c(CO32-):c(HCO3-)=______ [常溫下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11]。

② 欲用5L Na2CO3溶液將23.3 g BaSO4固體全都轉(zhuǎn)化為BaCO3,則所用的Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為_________。[已知:常溫下Ksp(BaSO4)=1×10-7、Ksp(BaCO3)=2.5×10-6]。(忽略溶液體積積的變化)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某研究小組對(duì)鐵生銹過(guò)行研究。

(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了A、B、C組實(shí)驗(yàn)(如上圖),探究鐵生銹的條件。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后,甲同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是:A中鐵釘生銹;B中鐵打不生銹;C中鐵釘不生銹。

①通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析,可得出鐵生銹的外部條件是____________

②鐵釘發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極電極反應(yīng)式為_____________;

③實(shí)驗(yàn)B所用的水要經(jīng)過(guò)____處理;植物油的作用是____________;

④實(shí)驗(yàn)C中堿石灰的作用是___________

(2)乙同學(xué)為了達(dá)到同樣目的,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)D(如圖),發(fā)現(xiàn)一段時(shí)間后,試管中的表面升高,其原因是_________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】為除去某物質(zhì)中所含的雜質(zhì),周佳敏同學(xué)做了以下四組實(shí)驗(yàn),其中她所選用的試劑或操作方法正確的是(

序號(hào)

物質(zhì)

雜質(zhì)

除雜試劑或操作方法

NaCl溶液

Na2CO3

加入鹽酸,蒸發(fā)

FeSO4溶液

CuSO4

加入過(guò)量鐵粉并過(guò)濾

H2

CO2

依次通過(guò)盛有NaOH溶液和濃硫酸的洗氣瓶

NaNO3

CaCO3

加稀鹽酸溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)、結(jié)晶


A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.①②③④

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知X、Y、Z、W是元素周期表中短周期中的四種非金屬元素,它們的原子序數(shù)依次增大,X元素的原子形成的陽(yáng)離子就是一個(gè)質(zhì)子,Y原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍,Z、W在元素周期表中處于同周期相鄰的位置,它們的單質(zhì)在常溫下均為無(wú)色氣體。試回答:

(1)寫出下列元素的元素符號(hào): X ________ ,Y ________ ,Z _________,W__________

(2)X的單質(zhì)和Z的單質(zhì)在一定條件下反應(yīng)生成化合物E,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為(請(qǐng)注明反應(yīng)條件)________________________ 。

(3)這四種元素可組成原子個(gè)數(shù)比為5:1:1:3(按X、Y、Z、W的順序)的化合物化學(xué)式為_____________ ,含有化學(xué)鍵有 _________、_____________ 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鋁氫化鈉(NaAlH4)是有機(jī)合成的重要還原劑,其合成路線如圖所示。

(1)已知AlCl3的熔點(diǎn)為190℃,沸點(diǎn)為178℃,在潮濕的空氣中易水解。某實(shí)驗(yàn)小組利用下圖中裝置制備無(wú)水AlCl3。

①寫出圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:______________________________。

②按氣流方向連接各儀器接口,順序?yàn)閍→____→b→c→______________。(填接口字母)。

③裝置F中應(yīng)盛裝的試劑是________,裝置D的作用是____________________。

(2)AlCl3與NaH反應(yīng)時(shí),需先將AlCl3溶于有機(jī)溶劑,再將得到的溶液滴加到NaH粉末中,此反應(yīng)中NaH的轉(zhuǎn)化率較低,其原因可能是______________________________________。

(3)通過(guò)測(cè)定鋁氫化鈉與水反應(yīng)生成氫氣的體積來(lái)測(cè)定鋁氫化鈉樣品的純度。

①鋁氫化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________。

②設(shè)計(jì)如下四種裝置測(cè)定鋁氫化鈉樣品的純度(雜質(zhì)只有氫化鈉)。從簡(jiǎn)約性、準(zhǔn)確性考慮,最恰當(dāng)?shù)难b置是_____(填編號(hào))。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】[化學(xué)一選修5:有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)]

聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一種性能優(yōu)異的熱塑性高分子材料。PBT的一種合成路線如圖所示:

回答下列問(wèn)題:

(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_________,C的化學(xué)名稱是_________。

(2)⑤的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件分別是__________

(3)F的分子式是_________,⑥的反應(yīng)類型是_________。

(4)⑦的化學(xué)方程式是_________。

(5)M是H的同分異構(gòu)體,同時(shí)符合_列條件的M可能的結(jié)構(gòu)有_________種。

a.0.1 molM與足量金屬鈉反應(yīng)生成氫氣2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

b.同一個(gè)碳原子上不能連接2個(gè)羥基

其中核磁共振氫譜顯不3組峰,且峰而積之比為3:1:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_________

(6)以2一甲基-1-3一丁二烯為原料(其它試劑任選),設(shè)計(jì)制備的合成路線:_________

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同步練習(xí)冊(cè)答案