【題目】正確認(rèn)識和使用電池有利于我們每一個人的日常生活。

I.電化學(xué)法處理SO2是目前研究的熱點。利用雙氧水氧化吸收SO2可消除SO2污染,設(shè)計裝置如圖所示(己知石墨只起導(dǎo)電作用,質(zhì)子交換膜只允許H+通過)。

(1)石墨1____(填正極負(fù)極),正極的電極反應(yīng)式為______

(2)反應(yīng)的總方程式為_______。

(3)H+的遷移方向為由_________。(填

(4)11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)SO2參與反應(yīng),則遷移H+的物質(zhì)的量為____。

(5)某同學(xué)關(guān)于原電池的筆記中,不合理的有____

①原電池兩電極材料活潑性一定不同

②原電池負(fù)極材料參與反應(yīng),正極材料都不參與反應(yīng)

Fe-NaOH溶液-Si原電池,Fe是負(fù)極

④原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

Ⅱ.航天技術(shù)中使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便和不污染環(huán)境等優(yōu)點。氫氧燃料電池有多種。

(1)某堿式氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液是KOH溶液,則其負(fù)極反應(yīng)為_____ ;某熔鹽氫氧燃料電池的電解質(zhì)是熔融的碳酸鉀,則其負(fù)極反應(yīng)為_____。

(2)氫氧燃料電池用于航天飛船,電極反應(yīng)產(chǎn)生的水,經(jīng)過冷凝后可用作航天員的飲用水,當(dāng)?shù)玫?/span>1.8g飲用水時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為_____

【答案】負(fù)極 H2O2+2e-+2H+=2H2O SO2+H2O2=H2SO4 1mol ①②③ H2-2e-+2OH-=2H2O H2-2e-+CO32-=CO2↑+H2O 0.2NA(1.204×1023)

【解析】

I.(1)石墨1通入SO2失去電子,作負(fù)極,石墨2作正極,H2O2獲得電子,發(fā)生還原反應(yīng);

(2)根據(jù)同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,將正、負(fù)極電極反應(yīng)式疊加,可得總反應(yīng)方程式;

(3)根據(jù)陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動判斷;

(4)根據(jù)反應(yīng)方程式中SO2的物質(zhì)的量與溶液中H+關(guān)系計算;

(5)根據(jù)原電池的反應(yīng)原理及構(gòu)成條件分析判斷;

II.(1)KOH溶液中負(fù)極H2失去電子,產(chǎn)生的H+與溶液中的OH-結(jié)合形成H2O;在熔融鹽碳酸鉀的氫氧燃料電池中,H2失去電子,產(chǎn)生的H+CO32-反應(yīng)產(chǎn)生CO2H2O,書寫負(fù)極反應(yīng)式;

(2)根據(jù)氫氧燃料電池總反應(yīng)方程式中產(chǎn)生的水與電子轉(zhuǎn)移關(guān)系計算。

I.(1)根據(jù)圖示可知:石墨1通入SO2失去電子,作負(fù)極,負(fù)極的電極反應(yīng)式為SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+;石墨2作正極,H2O2獲得電子,發(fā)生還原反應(yīng),正極的電極反應(yīng)式為H2O2+2e-+2H+=2H2O;

(2)將正、負(fù)極電極反應(yīng)式疊加,可得總反應(yīng)方程式:SO2+H2O2=H2SO4;

(3)H+是陽離子,它向負(fù)電荷較多的正極遷移方向,即H+由左極到右極移動;

(4)n(SO2)=11.2L÷22.4L/mol=0.5mol,根據(jù)總反應(yīng)方程式SO2+H2O2=H2SO4可知:0.5mol SO2反應(yīng),反應(yīng)轉(zhuǎn)移H+的物質(zhì)的量為1mol;

(5)①原電池是由活潑性不同的兩個電極材料構(gòu)成,但在燃料電池中,可以使用同一材料的電極,在兩個電極分別通入燃料、氧化劑,因此電極材料的活動性可以不同,也可以相同,①錯誤;

②一般情況下原電池負(fù)極材料參與反應(yīng),,但在燃料電池中,負(fù)極材料本身不參加反應(yīng),②錯誤;

Fe-NaOH溶液-Si原電池,由于FeNaOH溶液不反應(yīng),而Si能夠與NaOH溶液進(jìn)行氧化還原反應(yīng),使用活動性弱的Si電極為負(fù)極,③錯誤;

④原電池是將氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)分開,發(fā)生兩個半反應(yīng),就可以是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,④正確;

故合理選項是①②③;

II.(1)某堿式氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液是KOH溶液,在負(fù)極,H2失去電子變?yōu)?/span>H+,H+與溶液中的OH-反應(yīng)產(chǎn)生水,故負(fù)極的反應(yīng)為H2-2e-+2OH-=2H2O;若為熔鹽氫氧燃料電池,電解質(zhì)是熔融的碳酸鉀,則H2失去電子變?yōu)?/span>H+,H+CO32-反應(yīng)產(chǎn)生CO2H2O,因此在負(fù)極的電極反應(yīng)式為H2-2e-+CO32-=CO2↑+H2O;

(2)氫氧燃料電池的總反應(yīng)方程式為:2H2+ O2=2H2O,根據(jù)方程式可知每反應(yīng)產(chǎn)生2molH2O,轉(zhuǎn)移4mol電子,n(H2O)=1.8g÷18g/mol=0.1mol,使用轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol,則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為N(e-)=0.2mol×NA/mol=0.2NA

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(jī)物H是一種重要的高分子化合物,其合成路線如下

已知:

請回答下列問題

1A的名稱是_______________,C中含氧官能團(tuán)名稱是______________。

2寫出反應(yīng)類型A→B______________,C→D__________________

3B→C的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件是______________________。

4D+E→F的反應(yīng)方程式是_________________。

5G的分子式是____________________。

6滿足下列條件的F的同分異構(gòu)體共有__________(不考慮立體異構(gòu))。

a.苯環(huán)上有兩個取代基無其他環(huán)狀結(jié)構(gòu);b.含碳碳三鍵,-C≡COH結(jié)構(gòu)。

7多環(huán)化合物是有機(jī)研究的重要方向,請設(shè)計由.CH3CHO、-CHO合成多環(huán)化合物的路線(無機(jī)試劑任選)______________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】利用酸解法制鈦白粉產(chǎn)生的廢液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4],生產(chǎn)鐵紅和補(bǔ)血劑乳酸亞鐵。其生產(chǎn)步驟如下:

已知:TiOSO4可溶于水,在水中可以電離為TiO2+和SO42-,TiOSO4水解成TiO2xH2O沉淀為可逆反應(yīng);乳酸結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH(OH)COOH。

請回答:

(1)步驟①中分離硫酸亞鐵溶液和濾渣的操作是________________________

(2)加入鐵屑的目的一是還原少量Fe2(SO4)3;二是使少量TiOSO4轉(zhuǎn)化為TiO2xH2O濾渣,用平衡移動的原理解釋得到濾渣的原因___________________________

(3)硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫,該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為____________________________。

(4)用離子方程式解釋步驟⑤中加乳酸能得到乳酸亞鐵的原因_________________

(5)步驟④的離子方程式是_________________________________________。

(6)步驟⑥必須控制一定的真空度,原因是有利于蒸發(fā)水以及___________________。

(7)為測定步驟②中所得晶體中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù),取晶體樣品a g,溶于稀硫酸配成100.00 mL溶液,取出20.00 mL溶液,用KMnO4溶液滴定(雜質(zhì)與KMnO4不反應(yīng))。若消耗0.1000 molL-1 KMnO4溶液20.00 mL,所得晶體中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______(用a表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硼氫化鈉(NaBH4)在有機(jī)合成、化工生產(chǎn)方面有廣泛應(yīng)用。制備硼氫化鈉的化學(xué)方程式為NaBO2+2SiO2+4Na+2H2NaBH4+2Na2SiO3。下列有關(guān)上述反應(yīng)的說法錯誤的是( )

A. 氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2:1

B. 轉(zhuǎn)移4 mol電子時,只需向裝置中通入44.8 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

C. 裝藥品之前加熱裝置至100℃并持續(xù)一會兒

D. 制備硼氫化鈉的副產(chǎn)物可能有NaH

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是

A. 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化

B. 凡是需要加熱后才能發(fā)生的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

C. 在稀溶液中,1 mol酸與1 mol堿發(fā)生中和反應(yīng)生成水時所釋放的熱量稱為中和熱

D. 物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一個固定容積的密閉容器中,保持一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng):H2(g)+Br2(g)2HBr(g),已知加入1 mol H2和2 mol Br2達(dá)到平衡后,生成x mol HBr,在相同條件下若起始時加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0)且保持平衡時,各組分含量都不變,以下推斷正確的是( )

①a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是4a+c=2b

②平衡時HBr為ax mol

③a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是a+b=c

④平衡時HBr為x mol

A. B. ①② C. ①④ D. ②③

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上以CO為原料生產(chǎn)二甲醚的反應(yīng)為:3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) H=a kJmol-1 T℃時,起始時在恒容密閉容器中加入一定量的H2CO,實驗內(nèi)容和結(jié)果如下表和下圖所示。

實驗

序號

容器

體積

起始物質(zhì)的量

達(dá)平衡時

放出熱量

H2

CO

2L

8mol

8mol

494 kJ

2L

4mol

4mol

——

(1)上述反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_____。

(2)由題意可知,a=______,b________1(填“>”、“<”或“=”)。

(3)實驗Ⅰ中,反應(yīng)前10 min內(nèi)的平均速率v(H2)=_____。

(4)下列條件能使上述反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動的是______ (填寫序號字母)。

a.及時分離出CH3OCH3氣體b.保持容器的容積不變,再充入1 mol CO1 mol H2

c.適當(dāng)升高溫度 d.保持容器的容積不變,充入1 mol 氦氣

(5)T℃時,若容器中含1 molL-1 H2、2 molL-1 CO、2 molL-1 CH3OCH3、3 molL-1 CO2,則此時v________v(填“>”、“<”或“=”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】2017 年世界地球日我國的主題為“節(jié)約集約利用資源,倡導(dǎo)綠色簡約生活”。下列做法和導(dǎo)向不應(yīng)提倡的是

A. 塞罕壩人在沙漠植樹造林 B. 綠水青山就是金山銀山

C. 對商品豪華包裝促進(jìn)銷售 D. 我市的藍(lán)天白云工程

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】從香莢蘭豆中提取的一種芳香化合物,其分子式為C8H8O3,遇FeCl3溶液會呈現(xiàn)特征顏色,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。該化合物可能的結(jié)構(gòu)簡式是( )

A. B. C. D.

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