【題目】(1)高鐵酸鉀不僅是一種理想的水處理劑,而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中?偡磻(yīng)式為,如圖是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置:

①該電池鹽橋中盛有飽和溶液,此鹽橋中氯離子向______(”)移動(dòng)。

②該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為______;充電時(shí)每轉(zhuǎn)移0.3mol電子,有______mol生成,正極附近溶液的堿性______(增強(qiáng)”,“不變減弱”)。


上圖為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線,由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有_________________。

(2)“電池可將變廢為寶。我國(guó)科研人員研制出的可充電電池,以鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料,總反應(yīng)為。放電時(shí)該電池吸入,其工作原理如圖所示:

①充電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為________________________________

②放電時(shí),若生成的全部沉積在電極表面,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol時(shí),兩極的質(zhì)量差為______。

【答案】 FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH- 0.1 減弱 使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定 15.8g

【解析】

(1) ①鹽橋可起到平衡電荷,陰離子向負(fù)極移動(dòng),陽離子向正極移動(dòng);

②該電池放電時(shí)正極高鐵酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng);根據(jù)高鐵酸鉀和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算;充電時(shí)正極反應(yīng)和放電時(shí)相反,消耗氫氧根離子;

③根據(jù)圖中的放電時(shí)間、電壓穩(wěn)定性分析高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)。

(2)①充電時(shí)該電池放出”CO 2,正極變?yōu)殡娊獬氐年枠O,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),據(jù)此書寫電極方程式;

②由放電時(shí)總反應(yīng)4Na+3CO2=2Na2CO3+C可知,放電時(shí)負(fù)極消耗鈉,質(zhì)量減小,正極生成碳酸鈉和碳質(zhì)量增加,根據(jù)電極反應(yīng)計(jì)算質(zhì)量變化值。

(1)①鹽橋中陰離子向負(fù)極移動(dòng),陽離子向正極移動(dòng),鹽橋起的作用是使兩個(gè)半電池連成一個(gè)通路,使兩溶液保持電中性,起到平衡電荷,構(gòu)成閉合回路,故放電時(shí)鹽橋中氯離子向右移動(dòng)

故答案為:右;

②放電時(shí),負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),由電池的總反應(yīng)方程式-負(fù)極反應(yīng)式=正極反應(yīng)式可知,正極反應(yīng)式為FeO42-+3e-+4H2O═Fe(OH)3+5OH-;充電時(shí),理論上分析,每生成1molK2FeO4轉(zhuǎn)移3mol電子,所以每轉(zhuǎn)移0.3mol電子,有0.1mol生成;充電時(shí),正極接電源正極,作陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)電極反應(yīng)式知,正極附近有氫氧根離子被消耗,所以正極附近溶液堿性減弱,

故答案為:FeO42-+3e-+4H2O═Fe(OH)3+5OH-;0.1;減弱;

③由圖可知高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有:使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定。

故答案為:使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定;

(2)①充電時(shí)該電池放出” CO2,正極變?yōu)殡娊獬氐年枠O,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),故電極方程式為2Na2CO3+C-4e=3CO2+4Na+

故答案為:2Na2CO3+C-4e=3CO2+4Na+

②由放電時(shí)總反應(yīng)4Na+3CO2=2Na2CO3+C可知,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol時(shí),負(fù)極消耗0.2molNa,質(zhì)量減少0.2mol×23g/mol=4.6g;同時(shí)正極產(chǎn)生0.1mol Na2CO3和0.05molC,質(zhì)量增加(0.1mol×106g/mol+0.05mol×12g/mol)=11.2g,兩極的質(zhì)量差為11.2g+4.6g=15.8g。

故答案為:15.8g。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)安全問題的敘述中正確的是(

A.少量的濃硫酸沾到皮膚上時(shí),先用大量的水沖洗,再涂上硼酸溶液

B.取用化學(xué)藥品時(shí),應(yīng)特別注意觀察藥品包裝容器上的安全警示標(biāo)志

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A. pH=2 的溶液中c(H2A)+c(A2-)>c(HA- )

B. E點(diǎn)溶液中:c(Na+)-c(HA-)< 0. 100 mol L-1

C. c(Na+)= 0.100 mol·L-1的溶液中:c(H+) + c(H2A)=c(OH-)+c(A2-)

D. pH=7的溶液中:c(Na+)>2c(A2- )

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【題目】按要求書寫下列化學(xué)方程式。

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(2)NaHCO3溶液中加入NaOH溶液的離子方程式:___________

(3)Al2(SO4)3的電離方程式:_____________。

(4)鈉和氧氣在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________

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【題目】電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。下圖表示一個(gè)電解池,裝有電解液a,、是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答下列問題:

(1)、都是惰性電極,a是飽和溶液,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則電解池中極現(xiàn)象為______,電極反應(yīng)式為______,電解溶液的離子方程式是______

(2)如要在鐵上鍍銀,電解液選用硝酸銀,則電極的材料是______,電極反應(yīng)式是______

(3)極為銅鋅合金,極為純銅,且電解質(zhì)溶液中含有足量的,通電一段時(shí)間后,若陽極恰好完全溶解,此時(shí)陰極質(zhì)量增加7.68g,溶液質(zhì)量增加0.03g,則合金中的物質(zhì)的量之比為______。

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【題目】設(shè)計(jì)如圖裝置研究電化學(xué)反應(yīng),a、b可用導(dǎo)線連接。下列敘述錯(cuò)誤的是

A. a、b不連接時(shí),鐵片上有氣泡產(chǎn)生

B. a、b連接時(shí),銅片上發(fā)生反應(yīng):2H++2e→H2

C. a、b連接時(shí),溶液中產(chǎn)生電子的定向移動(dòng)

D. 無論a和b是否連接,鐵片上都會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)

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【題目】已知氯化鋁的熔點(diǎn)為190℃(2.02×105Pa),但它在180℃即開始升華。

(1)氯化鋁是________________(填“離子化合物”或“共價(jià)化合物”)。

(2)在500K和1.01×105Pa時(shí),它的蒸氣密度(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí))為11.92g·L-1,且已知它的結(jié)構(gòu)中有配位鍵,氯化鋁的化學(xué)式為________,結(jié)構(gòu)式為________。

(3)無水氯化鋁在空氣中強(qiáng)烈地“發(fā)煙”,其原因是______________________。

(4)設(shè)計(jì)一個(gè)更可靠的實(shí)驗(yàn),判別氯化鋁是離子化合物還是共價(jià)化合物。你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是________________

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【題目】.據(jù)報(bào)道,我國(guó)在南海北部神狐海域進(jìn)行的可燃冰(甲烷的水合物)試采獲得成功。甲烷是一種重要的化工原料。

(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式,除部分氧化外還有以下兩種:

水蒸氣重整:CH4(g)H2O(g) CO(g)3H2(g) ΔH1=+205.9 kJ·mol1 

CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) ΔH2=-41.2 kJ·mol1、

二氧化碳重整:CH4(g)CO2(g) 2CO(g)2H2(g) ΔH3、

則反應(yīng)①自發(fā)進(jìn)行的條件是______________ΔH3______________kJ·mol1。

.氮的固定一直是科學(xué)家研究的重要課題,合成氨則是人工固氮比較成熟的技術(shù),其原理為N2 (g)3H2 (g) 2NH3(g)。

(2)在不同溫度、壓強(qiáng)和相同催化劑條件下,初始N2、H2 分別為0.1 mol、0.3 mol時(shí),平衡后混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)(φ)如下圖所示。

①其中,p1、p2 p3 由大到小的順序是______________________________,其原因是__________________________________________________________________

②若分別用vA(N2)vB(N2)表示從反應(yīng)開始至達(dá)平衡狀態(tài)A、B時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率,則vA(N2)________vB(N2)(“>”“<””)。

③若在250 ℃、p1 105 Pa條件下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器的體積為1 L,則該條件下B點(diǎn)N2 的分壓p(N2)_____________________Pa (分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),保留一位小數(shù))。

.以連二硫酸根(S2O)為媒介,使用間接電化學(xué)法也可處理燃煤煙氣中的NO,裝置如圖所示:

(3)①陰極區(qū)的電極反應(yīng)式為_________________________________。

NO吸收轉(zhuǎn)化后的主要產(chǎn)物為NH,若通電時(shí)電路中轉(zhuǎn)移了0.3 mol e,則此通電過程中理論上吸收的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________mL。

Ⅳ、常溫下,a mol·L-1的醋酸與b mol·L-1Ba(OH)2 溶液等體積混合,充分反應(yīng)后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),則該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka=___________(用含ab的代數(shù)式表示)。

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【題目】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下14.4 g COCO2的混合氣體,體積為8.96 L。則:

(1)混合氣體的密度是_________(保留三位有效數(shù)字)。

(2)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是_______。

(3)CO2CO的體積之比_______。

(4)CO的體積分?jǐn)?shù)是__________。

(5)CO2CO的質(zhì)量之比是_________

(6)混合氣體中所含氧原子的物質(zhì)的量是______________。

(7)混合氣體中所含碳原子的數(shù)目是_____________。

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