【題目】(1)某課外活動(dòng)小組同學(xué)用左圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),試回答下列問(wèn)題:

①若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)Ka連接,則鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的________腐蝕。

②若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)Kb連接,則總反應(yīng)的離子方程式為

_____________________________________________________________________。

 

(2)芒硝化學(xué)式為Na2SO4·10H2O,無(wú)色晶體,易溶于水,是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物。該小組同學(xué)設(shè)想,如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法,用右圖所示裝置電解硫酸鈉溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉,無(wú)論從節(jié)省能源還是從提高原料的利用率而言都更加符合綠色化學(xué)理念。

①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式為__________________。此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)__________(大于”、“小于等于”)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)。

②制得的氫氧化鈉溶液從出口(“A”,“B”,“C”“D”)________導(dǎo)出。

③通電開(kāi)始后,陰極附近溶液pH會(huì)增大,請(qǐng)簡(jiǎn)述原因:_____________________________________________。

④若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池,則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為____________。已知H2的燃燒熱為285.8 kJ·mol1,則該燃料電池工作產(chǎn)生36 g液態(tài)H2O時(shí),理論上有________ kJ的能量轉(zhuǎn)化為電能。

【答案】吸氧2Cl+2H2O2OH+H2↑+Cl2↑4OH-4e===2H2O+O2小于DH放電促進(jìn)水的電離,使OH濃度增大H2-2e+2OH===2H2O571.6

【解析】

(1)①若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)Ka連接,該裝置構(gòu)成原電池,發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕;②若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)Kb連接時(shí),兩極均有氣體產(chǎn)生,則Fe作陰極,石墨作陽(yáng)極,陽(yáng)極上氯離子放電、陰極上氫離子放電;(2)①電解時(shí),溶液中的氫氧根離子的放電能力大于硫酸根離子的放電能力,陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng);根據(jù)陰陽(yáng)離子的移動(dòng)方向,通過(guò)相同電量時(shí),陰陽(yáng)離子交換的個(gè)數(shù)判斷;②陰極上氫離子放電,則NaOH在陰極生成;③電解過(guò)程中氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),破壞了水的電離,溶液中氫氧根離子濃度增大,溶液pH升高;④氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池,負(fù)極上氫氣失去電子;結(jié)合燃燒熱方程式及電池反應(yīng)計(jì)算。

(1)①開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)Ka連接形成原電池反應(yīng),發(fā)生吸氧腐蝕;②開(kāi)關(guān)Kb連接,裝置為電解池,鐵為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),氫離子得到電子生成氫氣,即B電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑;電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣,電解總反應(yīng)的離子方程式為2Cl2H2O2OHH2Cl2;(2)①電解時(shí),陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),溶液中的氫氧根離子的放電能力大于硫酸根離子的放電能力,所以陽(yáng)極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣,陽(yáng)極電極反應(yīng)為4OH--4e-=2H2O+O2↑;陽(yáng)極氫氧根離子放電,因此硫酸根離子向陽(yáng)極移動(dòng),陰極氫離子放電,因此鈉離子向陰極移動(dòng),所以通過(guò)相同電量時(shí),通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù);(2)陰極上氫離子放電,則NaOH在陰極生成,由圖可知,D在陰極附近,制得的氫氧化鈉溶液從D出口導(dǎo)出;(3)電解過(guò)程中氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),破壞了水的電離,溶液中氫氧根離子濃度增大,溶液pH升高;故答案為:H+放電促進(jìn)水的電離,使OH-濃度增大;(4)氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池,負(fù)極上氫氣失去電子,負(fù)極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O,

H2的燃燒熱為285.8kJ/mol,則2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol,該燃料電池工作產(chǎn)生36g H2O,n(H2O)==2mol,由燃燒的熱方程式可知,生成2molH2O放出571.6kJ的熱量,即理論上有571.6kJ的能量轉(zhuǎn)化為電能。

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】己知 (主要產(chǎn)物)1mol某烴A充分燃燒后可以得到9molCO25molH2O,A中含有苯環(huán),且苯環(huán)上有兩種類(lèi)型氫。該烴A在不同條件下能發(fā)生如下所示的一系列變化。填空

1A的分子式為___________________。

2上述反應(yīng)中,________________反應(yīng),_________________反應(yīng)。(填反應(yīng)類(lèi)型)

3寫(xiě)出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式C________________E_______________,H_______________。

4寫(xiě)出D→F反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的5種短周期元素,A最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的兩倍;B能形成雙原子陰離子;CB能形成兩種常見(jiàn)的離子化合物,B、E同主族,C、D、E的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物之間兩兩皆能反應(yīng)生成鹽和水。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)B的雙原子陰離子電子式為_______,用化學(xué)式表示一種由B、C、E組成的物質(zhì)_____。

(2)B的氫化物比E的氫化物的沸點(diǎn)____ (”),理由是__________

(3)B、C、D組成化合物的水溶液與過(guò)量AB2反應(yīng)的離子方程式______________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】pH=1的兩種溶液A、B1mL,分別加水稀釋到1000mL,分別加水稀釋到1000mL,其pH與溶液體積(V)的關(guān)系如圖示,下列說(shuō)法正確的是( )

①若 a<4,則A、B都是弱酸

②稀釋后,A酸溶液的c(H+ )比B酸溶液c(H+ )大

③若a=4,則A是強(qiáng)酸,B是弱酸

A、B兩種酸溶液的物質(zhì)的量濃度一定相等.

A. ①④ B. ②③ C. ①② D. ②④

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)中,不能電離出酸根離子的是(  )

A.Na2OB.KMnO4C.NH4NO3D.CaCl2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知氮元素及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示,回答下列問(wèn)題。

(1)①~④各步轉(zhuǎn)化中,屬于氮的固定的是_______(填序號(hào))。

(2)實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯化銨和氫氧化鈣固體混合物的方法制取氨氣。

① 化學(xué)方程式是_______。

② 干燥氨氣不可選用的試劑是________(填字母)。

a.濃硫酸 b.堿石灰 c.NaOH固體

(3)工業(yè)上用氨氣制備N(xiāo)O的化學(xué)方程式是_______。

(4)工業(yè)制硝酸時(shí)尾氣中含有NO、NO2,可用以下方法吸收:

① 水吸收法。結(jié)合化學(xué)方程式說(shuō)明用水吸收NO2的缺陷________。

② NaOH溶液吸收法。發(fā)生的反應(yīng)有:2NaOH + NO + NO2 = 2NaNO2+ H2O,NaOH + NO2________ + NaNO2 +H2O(填化學(xué)式,不需要配平方程式)。

③ 用不同濃度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾氣,關(guān)系如下圖:(α 表示尾氣里NO、NO2中NO2的含量)

i.根據(jù)上圖得知_______(填字母)。

a. NaOH溶液濃度越大,氮氧化物的吸收率越大

b.NO2含量越大,氮氧化物的吸收率越大

ii.當(dāng)α小于50%時(shí),加入H2O2能提升氮氧化物的吸收率,原因是_______。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】m1g銅鋁合金投入到1 LH2SO4HNO3的混合溶液中,合金完全溶解后只生成VL —氧化氮?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀況),向反應(yīng)后的溶液中逐滴加入1mol/L NaOH溶液生成沉淀的質(zhì)量與所加NaOH溶液的體積的關(guān)系如下圖所示。下列說(shuō)法中不正確的是

A. 2c(H2SO4) + c(HNO3) = 0.8 mol·L-1

B. m2—m1=5.1

C. 原合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34.7%

D. V = 2.24

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】短周期主族元素W、X、Y、Z,原子半徑依次增大。W、X在同一主族,Y元素在第三周期中離子半徑最小,Y和Z的原子序數(shù)之和是W的3倍。下列說(shuō)法正確的是

A. X的簡(jiǎn)單氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng) B. X的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是強(qiáng)酸

C. Z和W形成的化合物可能含有非極性鍵 D. Z、Y的氧化物是常用的耐火材料

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】釩和鎳及其化合物是重要合金材料和催化劑,其儲(chǔ)氫合金可作為一種新型鋅離子電池的負(fù)極材料,該電池以Zn(CF3SO3)2為電解質(zhì),以有缺陷的陽(yáng)離子型ZnMn2O4為電極,成功獲得了穩(wěn)定的大功率電流。

(1)基態(tài)釩原子的核外電子排布式為________,其排布時(shí)能量最高電子所占據(jù)能級(jí)的原子軌道有________個(gè)伸展方向。

(2)VO2+可與多種物質(zhì)形成配合物,與氧同周期且第一電離能比氧大的主族元素有____(寫(xiě)元素符號(hào))。

(3)鎳形成的配離子[Ni(NH36]2+、[Ni(CN)4]2-中,NH3分子的空間構(gòu)型為_______,與CN-互為等電子體的一種分子的化學(xué)式為__________

(4)三氟甲磺酸(CF3SO3H)是一種有機(jī)強(qiáng)酸,結(jié)構(gòu)式如圖1所示,通常以CS2、IF3、H2O2等為主要原料來(lái)制取。

①H2O2分子中O原子的雜化方式為________。

②三氟甲磺酸能與碘苯反應(yīng)生成三氟甲磺酸苯酯和碘化氫。1個(gè)三氟甲磺酸苯酯分子中含有σ鍵的數(shù)目為__________。

(5)硫化鋅晶體的構(gòu)型有多種,其中一種硫化鋅的晶胞如圖2所示,該晶胞中S2-的配位數(shù)為____。

(6)鑭鎳合金是重要儲(chǔ)氫材料,其儲(chǔ)氫后的晶胞如圖3所示。

①儲(chǔ)氫前該鑭鎳合金的化學(xué)式為___________

②該鑭鎳合金儲(chǔ)氫后氫氣的密度為________(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值)g.cm-3。

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