【題目】電化學(xué)綜合應(yīng)用
(Ⅰ) 選擇合適的圖象:
(1)將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸中,同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液,產(chǎn)生H2的體積V(L)與時(shí)間t(min)的關(guān)系是_____________。
(2)將(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液,其他條件不變,則圖象是 。
(Ⅱ)如圖所示,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請(qǐng)按要求回答相關(guān)問題:
(1)甲烷燃料電池負(fù)極反應(yīng)式是_________________________。
(2)乙裝置中鐵極的電極反應(yīng)式為_______________________。
(3)檢驗(yàn)石墨(C)極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是____________ _________。
(4)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,有2.24 L氧氣參加反應(yīng),丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為________g。
(Ⅲ)Na2FeO4是一種既能殺菌、消毒,又能絮凝凈水的高效水處理劑,其電解制法如圖所示。電解過程中,兩極均有氣體產(chǎn)生,Y極區(qū)域溶液逐漸變成紫紅色;停止實(shí)驗(yàn),鐵電極明顯變細(xì),電解液仍澄清。查閱資料得知,高鐵酸根離子(FeO)在溶液中呈紫紅色。
(1)電解過程中,X極區(qū)溶液的pH___________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)電解過程中,Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-6e-+8OH-===FeO+4H2O和_____ _____。
(3)若在X極收集到672 mL氣體,在Y極收集到168 mL氣體(均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)氣體體積),則Y電極(鐵電極)質(zhì)量減少__________g。
(4)在堿性鋅電池中,用高鐵酸鉀作為正極材料,電池反應(yīng)為2K2FeO4+3Zn===Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2。該電池正極發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)式為____________________________。
【答案】(Ⅰ)(1)A(2分) (2)C(2分)
(Ⅱ)(1)CH4-8e-+10OH-===CO+7H2O(2分)(2)2H2O+2e-═H2+2OH-(2分)
(3)將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在陽極附近,試紙變藍(lán),證明生成氯氣(或取陽極附近溶液滴加淀粉KI溶液,變藍(lán)) (2分)(4)12.8(2分)
(Ⅲ)(1)增大(1分)(2)4OH--4e-===2H2O+O2↑(2分)
(3)0.28(2分)(4)2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-(2分)
【解析】
試題分析:(Ⅰ)(1)等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b,分別加入過量的稀H2SO4中,同時(shí)向a中放入少量的CuSO4溶液,發(fā)生的反應(yīng)為:Zn+Cu2+=Zn2++Cu,銅-鐵-稀硫酸形成原電池,反應(yīng)速率增大,反應(yīng)用時(shí)少于b,但生成的氫氣少也少于b,圖象應(yīng)為A;
(2)等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b,分別加入過量的稀H2SO4中,同時(shí)向a中放入少量的醋酸鈉溶液,則醋酸鈉和硫酸反應(yīng)生成醋酸和硫酸鈉,酸性減弱,所以速率減慢,但是氫離子的物質(zhì)的量不變,所以反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的量不變,故答案為C;
(Ⅱ)(1)燃料電池中,負(fù)極上投放燃料所以投放甲烷的電極是負(fù)極,負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
(2)甲中投放氧化劑的電極是正極,所以乙裝置中石墨電極是陽極,F(xiàn)e電極是陰極,陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑,陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng),即2H2O+2e-═H2↑+2OH-;
(3)甲中投放氧化劑的電極是正極,所以乙裝置中石墨電極是陽極,陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑,檢驗(yàn)的方法為將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在陽極附近,試紙變藍(lán),證明生成氯氣;
(Ⅲ)(1)電解過程中,X電極上電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,所以c(OH-)增大,溶液的pH增大;
(2)Y電極上還發(fā)生的反應(yīng)為Fe失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成高鐵酸根離子和水,電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O,并且氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:4OH--4e-═2H2O+O2↑;
(3)X電極收集的氣體是氫氣,n(H2)==0.03mol,Y電極析出氧氣的物質(zhì)的量==0.0075mol,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得鐵溶解的質(zhì)量=×56g/mol=0.28g;
(3)正極上高鐵酸根離子得電子和水反應(yīng)生成氧化鐵和氫氧根離子,電極反應(yīng)式為2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】NaC1O2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產(chǎn)工藝如下:
(1)寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式:______________。
(2) “電解”中陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是_______________________。
(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成,精制時(shí),為除去Mg2+和Ca2+,要加入的試劑分別為______________溶液、______________溶液(填化學(xué)式)。
(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。寫出“尾氣吸收”的離子方程式:_______________________。此吸收反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________。
(5)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力,其定義是:每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為____g(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有濃度為0.1 mol·L-1的NaHSO3和NaHCO3兩種溶液,兩種溶液中各粒子的物質(zhì)的量濃度存在下列關(guān)系(R表示S或C),其中正確的一組是
A. c(Na+)>c(HRO)>c(H+)>c(RO)>c(OH-)
B. c(H+)+c(H2RO3)=c(RO)+c(OH-)
C. c(Na+)=c(HRO)+c(H2RO3)+2c(RO)
D. c(Na+)+c(H+)=c(HRO)+c(RO)+c(OH-)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以甲醇為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫氣為燃料的傳統(tǒng)燃料電池,目前得到廣泛的研究,如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。回答下列問題:
(1)B極上的電極反應(yīng)式為 。
(2)若用該燃料電池做電源,用石墨做電極電解硫酸銅溶液,當(dāng)陽極收集到11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí),消耗甲醇的質(zhì)量為 克,若要使溶液復(fù)原,可向電解后的溶液中加入的物質(zhì)有 。
(3)目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝。
①上圖示意用石墨做電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。若用上述甲醇燃料電池進(jìn)行電解,則電解池的電極a接甲醇燃料電池的 極( 填A(yù)或B) ,寫出陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式:__________。
②電解一段時(shí)間,當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),停止電解。通過陽離子交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為_________mol。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一隔熱系統(tǒng)中,向20. 00 mL 0.1000 mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入0.1000mol·L-1的NaOH溶液,測(cè)得混合溶液的溫度變化如圖。下列相關(guān)說法正確的是( )
A. 若a點(diǎn)溶液呈酸性,此時(shí):c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2c(H+)-2c(OH-)
B. 從a到b:逐漸增大
C. 水的電離程度:b點(diǎn)<c點(diǎn)
D. 溶液的PH值:a點(diǎn)<c點(diǎn)<b點(diǎn)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】焦?fàn)t氣的主要成分是( )
A. 乙烯和丙烯 B. CO、CO2和N2
C. CO、H2、CH4和C2H4 D. CH4和N2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖所示裝置中,電流表G指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時(shí)X極放出氣體,Y極逐漸變細(xì)。下列判斷正確的是
A.X是Zn,Y是Cu,Z為稀HCl溶液
B.X是Cu,Y是Zn,Z為稀H2SO4溶液
C.X是Cu,Y是石墨,Z為稀AgNO3溶液
D.X是石墨,Y是Fe,Z為稀AgNO3溶液
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下表是元素周期表的一部分。
已知A、B、C、D、E、X、Y是由表中給出元素組成的常見單質(zhì)或化合物,并存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分生成物和反應(yīng)條件已略去):
(1)⑧的元素符號(hào)是______。
(2)⑤與As兩種元素中,非金屬性較強(qiáng)的是______(填元素符號(hào))。
(3)用化學(xué)符號(hào)表示②⑤⑥⑦四種元素的簡(jiǎn)單離子半徑由大到小是______________________。
(4)元素③與②的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。
(5)若A為紅棕色氣體,則A、X、D的化學(xué)式分別為________、________、________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是
選項(xiàng) | 實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
A | 向硝酸溶液中加入碳酸鈉,有大量氣泡產(chǎn)生 | 酸性:碳酸 > 硝酸 |
B、 | 向1mL 某溶液中,滴入2 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,加熱,產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體 | 某溶液中含NH4+ |
C、 | 取5 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液,滴加5滴0.1 mol·L-1KI溶液,振蕩,再加入5 mL CCl4,振蕩,靜置,取上層液體,向取出來的溶液中滴加KSCN溶液,顯血紅色。 | KI和FeCl3反應(yīng)有一定的限度 |
D、 | 加熱使冰化成液態(tài)水 | 分子內(nèi)H-O鍵發(fā)生斷裂 |
A. A B. B C. C D. D
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