離子 | Cu2+ | H+ | Cl- | SO42- |
c/mol•L-1 | 1 | 4 | 4 | 1 |
分析 (1)根據(jù)原電池原理,正極O2得到電子生成O2-;依據(jù)電解原理和溶液中離子放電順序,結合電子守恒和電極反應計算得到;
(2)①通電后,將Co2+氧化成Co3+,電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應,電極反應為Co2+-e-=Co3+;
②以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化,自身被還原為Co2+,原子守恒與電荷守恒可知,還原生成H+,配平書寫為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;
反應中生成1molCO2轉移6mol電子,據(jù)此分析.
解答 解:(1)燃料電池中,一個電極通入空氣,另一個電極通入甲醇氣體,電解質是摻入了 Y2O3的ZrO2晶體,在高溫下它能傳導O2-離子,
正極O2得到電子生成O2-:O2+4e-=2O2-,電解一段時間后,當兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體時(忽略溶液體積的變化及電極產物可能存在的溶解現(xiàn)象),
100ml溶液中含有c(Cu2+)=1mol/L,c(H+)=4mol/L,c(Cl-)=4mol/L,c(SO42-)=1mol/L;
陰陽兩極生成的氣體的體積相同,設陰極生成的悄悄物質的量為xmol,陽極上也應生成氧氣和氯氣的物質的量之和xmol
陰極電極反應為:
Cu2++2e-=Cu,
0.1mol 0.2mol 0.1mol
2H++2e-=H2↑;
2xmol xmol
陽極電極反應為:
2Cl--2e-=Cl2↑,4OH--4e-=2H2O+O2↑,
0.4mol 0.4mol 0.2mol 4(x-0.2)(x-0.2)
依據(jù)電子守恒0.4+4(x-0.2)=0.2+2x
x=0.3mol,則氧氣的物質的量為0.3mol-0.2mol=0.1mol,其體積為2.24L;
故答案為:O2+4e-=2O2-;2.24;
(2)①通電后,將Co2+氧化成Co3+,電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應,電極反應為Co2+-e-=Co3+,故答案為:Co2+-e-=Co3+;
②以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化,自身被還原為Co2+,該過程中被氧化的元素是C元素,結合原子守恒與電荷守恒可知,還原生成H+,配平書寫離子方程式為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;反應中生成1mol即22.4LCO2轉移6mol電子,則當產生標準狀況下2.24L CO2時,共轉移電子0.6mol,
故答案為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;C;6.
點評 本題考查了原電池原理的應用、電解池原理的應用等,題目難度中等,側重于考查學生的分析能力和計算能力,注意把握原電池和電解池中電極反應式的書寫方法,以及電子守恒在計算中的應用.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | NA個氧氣分子的體積約為11.2L | |
B. | 1.8g的NH4+離子中含有的電子數(shù)為10NA | |
C. | 標準狀況下,2.24 L氫氣和氧氣以任意比組成的混合氣體,所含的原子數(shù)約為0.2NA | |
D. | 7.8g過氧化鈉固體中含有的陰、陽離子的總數(shù)約為0.4 NA |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | ④③①⑤ | B. | ②③⑤① | C. | ④⑤③① | D. | ①②③⑤ |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 充電時電池反應為FePO4+Li═LiFePO4 | |
B. | 充電時動力電池上標注“+”的電極應與外接電源的負極相連 | |
C. | 放電時電池內部Li+向正極移動 | |
D. | 放電時,在正極上是Li+得電子被還原 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 標準狀況下,11.2 L Cl2通入含0.5molFeBr2的溶液中轉移電子數(shù)為1.5NA | |
B. | 0.1 mol•L-1的AlCl3溶液與足量NaOH溶液反應所得產物中含AlO2-為0.1NA | |
C. | 足量Zn與濃硫酸共熱可生成標準狀況下的氣體2.24 L,則參加反應的硫酸為0.4 NA | |
D. | 常溫常壓下,1.6g甲烷中含有的碳原子數(shù)為0.1NA |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
選項 | x | y |
A | 溫度 | 混合氣體平均相對分子質量 |
B | 壓強 | S2氣體體積分數(shù) |
C | 容器體積 | H2S濃度 |
D | O2濃度 | 平常常數(shù)逆反應速率 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 使酚酞試液變紅的溶液中:S2-、SO42-、SO32-、Na+ | |
B. | 由水電離出來的c(H+)=10-12mol/L的溶液中:Na+、HCO3-、SO42-、K+ | |
C. | pH=0的溶液中:Na+、K+、Fe2+、NO3- | |
D. | pH=7的溶液中:Al3+、Cl-、SO42-、CO32- |
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