【題目】某同學設(shè)計了一個甲醇燃料電池,并用該電池電解200mL一定濃度的NaCl與CuSO4混合溶液,其裝置如圖1:
(1)寫出甲中通入甲醇這一極的電極反應(yīng)式 .
(2)理論上乙中兩極所得氣體的體積隨時間變化的關(guān)系如圖2所示(已換算成標準狀況下的體積),寫出在t1后,石墨電極上的電極反應(yīng)式,原混合溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度為mol/L.(設(shè)溶液體積不變)
(3)當向上述甲裝置中通入標況下的氧氣336mL時,理論上在鐵電極上可析出銅的質(zhì)量為g.
(4)已知草酸H2C2O4為弱酸. ①常溫下,下列事實能說明草酸是弱電解質(zhì)的是 .
A.向草酸鈉溶液加酚酞,溶液變紅
B.取一定量草酸溶液加水稀釋至10倍,pH變化小于1
C.草酸能使酸性KMnO4溶液褪色
D.取相同pH的草酸溶液和鹽酸,分別加入足量的大小、形狀相同的鎂條,草酸溶液反應(yīng)速度快
②常溫下,0.1molL﹣1的草酸溶液與pH=13的NaOH溶液等體積混合,所得溶液的pH為6,則c(HC2O4)+2c(C2O42﹣)=(用準確的數(shù)學表達式表示)
【答案】
(1)CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O
(2)0.1
(3)1.28
(4)ABD;0.05+10﹣6﹣10﹣8
【解析】解:(1)在燃料電池的中,負極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),在堿性環(huán)境下,甲醇失電子的過程為:CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O, 所以答案是:CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O;(2)石墨為陽極、鐵電極為陰極,開始Cl﹣在陽極放電生成氯氣,陰極Cu2+放電生成Cu,故圖丙中Ⅰ表示陰極產(chǎn)生的氣體,Ⅱ表示陽極產(chǎn)生的氣體,t1前電極反應(yīng)式為:陽極2Cl﹣﹣4e﹣=Cl2↑,t2點后電極反應(yīng)式為:陽極4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,
由圖可知,產(chǎn)生氯氣為224mL,則由2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑可知,n(NaCl)= ×2=0.02mol,所以c(NaCl)= =0.1mol/L,
通甲醇的電極是負極,所以石墨電極是陰極,該極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,乙中石墨電極為陽極、鐵電極為陰極,開始Cl﹣在陽極放電生成氯氣,陰極Cu2+放電生成Cu,故圖丙中Ⅰ表示陰極產(chǎn)生的氣體,Ⅱ表示陽極產(chǎn)生的氣體,t1前電極反應(yīng)式為:陽極2Cl﹣﹣4e﹣=Cl2↑,生成氯氣為224ml,物質(zhì)的量為0.01mol,原溶液中氯化鈉物質(zhì)的量為0.02mol,氯化鈉濃度為: =0.1mol/L,
所以答案是:4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O;0.1;(3)標準狀況下336mL氧氣的物質(zhì)的量為: =0.015mol,0.015mol氧氣完全反應(yīng)得到電子的物質(zhì)的量為:0.015mol×4=0.06mol,由丙中t2時生成氧氣為112mL,則生成氧氣的物質(zhì)的量為:n(O2)= =0.005mol,則共轉(zhuǎn)移電子為:0.02mol+0.005mol×4=0.04mol,根據(jù)電子守恒及Cu2++2e﹣=Cu可知,n(CuSO4)= =0.02mol,
所以理論上在鐵電極上可析出銅的物質(zhì)的量為0.02mol,質(zhì)量為:64g/mol×0.02mol=1.28g,
所以答案是:1.28;(4)①A.向草酸鈉溶液加酚酞,溶液變紅說明溶液顯堿性,證明溶液中草酸根離子水解,證明草酸為弱酸,故A正確;
B.取一定量草酸溶液加水稀釋至10倍,pH變化小于1說明溶液中存在電離平衡,證明草酸為弱酸,故B正確;
C.草酸能使酸性KMnO4溶液褪色是草酸的還原性,不能說明草酸為弱酸,故C錯誤;
D.取相同pH的草酸溶液和鹽酸,分別加入足量的大小、形狀相同的鎂條,草酸溶液反應(yīng)速度快說明草酸存在電離平衡,證明草酸為弱酸,故D正確;
所以答案是:ABD;②常溫下,0.1molL﹣1的草酸溶液與pH=13的NaOH溶液等體積混合,所得溶液的pH為6,溶液中鈉離子濃度為0.05mol/L,氫離子濃度10﹣6mol/L,氫氧根離子濃度= =10﹣8mol/L,溶液中存在電荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4﹣)+2c(C2O42﹣)+c(OH﹣)則c(HC2O4﹣)+2c(C2O42﹣)=0.05+10﹣6﹣10﹣8 ,
所以答案是:0.05+10﹣6﹣10﹣8;
【考點精析】掌握弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡是解答本題的根本,需要知道當弱電解質(zhì)分子離解成離子的速率等于結(jié)合成分子的速率時,弱電解質(zhì)的電離就處于電離平衡狀態(tài);電離平衡是化學平衡的一種,同樣具有化學平衡的特征.條件改變時平衡移動的規(guī)律符合勒沙特列原理.
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】列反應(yīng)的離子方程式正確的是( )
A.用鉑作電極電解MgCl2溶液:2Cl﹣+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH﹣
B.以銅做電極電解硫酸銅溶液:2Cu2++2H2O 4H++2Cu+O2↑
C.甲烷/KOH燃料電池正極反應(yīng):O2+4H++4e﹣═2H2O
D.高鐵電池 3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH充電時的陽極反應(yīng):Fe(OH)3﹣3e﹣+5 OH﹣═FeO42﹣+4H2O
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某學習小組用如下圖所示裝置A、B分別探究金屬鋁與稀氫氧化鈉溶液的反應(yīng),實驗過程中裝置A中燒杯內(nèi)的溶液溫度升高,裝置B中燒杯的電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),請回答以下問題。
(1)裝置A燒杯中反應(yīng)的離子方程式為_________。
(2)裝置B中Mg上的現(xiàn)象是_________,Al發(fā)生的電極反應(yīng)式是__________________。
(3)當裝置B導(dǎo)線中通過0.3mol電子時,裝置B燒杯中溶液的質(zhì)量變化為__________(填增重或減輕多少克)。
(4)該小組同學反思原電池的原理,其中觀點正確的是_________(填字母序號)。
A.原電池反應(yīng)的過程中一定有電子轉(zhuǎn)移
B.原電池裝置需要2個電極
C.電極一定不能參加反應(yīng)
D.氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)可以拆開在兩極發(fā)生
E.原電池的正負極不僅與金屬的活動性有關(guān),而且也與電解質(zhì)溶液有關(guān)
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某溫度時,CaC2O4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,下列說法正確的是( )
A.向CaC2O4飽和溶液中加入固體Na2C2O4可以由a點變到b點
B.通過蒸發(fā)可以由d點變到c點
C.d點無CaC2O4沉淀生成
D.a點對應(yīng)的Ksp大于c點對應(yīng)的Ksp
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】CH3Cl為無色,略帶臭味的氣體,密度為2.25g/L,熔點為﹣24.2℃,不易溶于水,易溶于乙醇和丙醇等有機溶劑. Ⅰ.實驗室制取CH3Cl的原理是CH3OH+HCl(濃) CH3Cl+H2O.具體步驟如下:
①干燥ZnCl2晶體;
②稱取24g研細的無水ZnCl2和量取20mL濃鹽酸放入圓底燒瓶,同時量取一定量的甲醇放入分液漏斗中;
③將分液漏斗里的甲醇逐滴滴入燒瓶中并加熱,待ZnCl2完全溶解后有CH3Cl氣體逸出,可用排水法收集.
請回答:
(1)實驗室干燥ZnCl2晶體制得無水ZnCl2的方法是
(2)反應(yīng)過程中滴入燒瓶中甲醇的體積比鹽酸少(甲醇與濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度接近)其理由是 .
(3)實驗室為何用排水法收集CH3Cl?
(4)Ⅱ.據(jù)某資料記載,CH4分子中的一個H原子被Cl原子取代后,其穩(wěn)定性受到影響,可被強氧化劑酸性高錳酸鉀氧化.現(xiàn)有四只洗氣瓶;分別盛有以下試劑: A.1.5%KMnO4(H+)溶液; B.蒸餾水;C.5%Na2SO3溶液; D.98%H2SO4
為證實這一理論的可靠性,請從上面選擇最恰當?shù)南礆馄,將a裝置生成的氣體依次通過洗氣瓶(填洗氣瓶編號),如果觀察到則證實上述資料的正確性.
(5)寫出洗氣瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式(C元素的氧化產(chǎn)物為CO2):
(6)如果CH3Cl是大氣的污染物,上述洗氣瓶之后還應(yīng)接一只盛的洗氣瓶.
(7)某小組同學取VmL被CH3Cl污染的水樣與錐形瓶中,用0.10molL﹣1酸性KMnO4溶液進行滴定,實驗所得數(shù)據(jù)如表所示:
滴定次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗KMnO4溶液體積/mL | 20.90 | 20.02 | 20.00 | 19.98 |
第一次實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,造成這種異常的原因可能是(填字母代號).
a.錐形瓶洗凈后未干燥 b.酸式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標準液潤洗
c.滴定過程中振蕩錐形瓶時有液體濺出 d.滴定終點時仰視讀數(shù).
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】接觸法制硫酸工藝中,其主反應(yīng)是在恒容、溫度為450℃并有催化劑存在的條件下進行:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=﹣190kJ/mol ①下列描述中能說明上述反應(yīng)已達平衡的是 .
a.v(O2)正═2v(SO3)逆 b.容器中氣體的密度不隨時間而變化
c.容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化 d.容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化
②在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20molSO2和0.10molO2 , 半分鐘后達到平衡,測得容器中含SO30.18mol,則v(O2)=molL﹣1min﹣1 , 若繼續(xù)通入0.40mol SO2和0.20molO2則平衡移動(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”),再次達到平衡后,mol<n(SO3)<mol.
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列冶煉金屬的方法正確的是( )
A.電解MgO制取Mg
B.加熱條件下用CO還原Ag2O制取Ag
C.在Al和F2O3反應(yīng)中,生成11.2gFe,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.6NA
D.電解NaCl溶液制取Na
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】為了探究外界條件對過氧化氫分解速率的影響,某化學興趣小組的同學做了以下實驗。請回答下列問題:
編號 | 實驗操作 | 實驗現(xiàn)象 |
① | 分別在試管A、B中加入5mL5%H2O2溶液,各滴入2滴1mol/LFeCl3溶液。待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時,將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中浸泡;將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中浸泡。 | 試管A中不再產(chǎn)生氣泡; 試管B中產(chǎn)生的氣泡量增多。 |
② | 另取兩支試管分別加入5mL5%H2O2溶液和5mL10%H2O2溶液。 | 兩支試管中均未明顯見到有氣泡產(chǎn)生。 |
(1)實驗①的目的是其它條件相同時,探究______條件對H2O2分解速率的影響。
(2)實驗②未觀察到預(yù)期的實驗現(xiàn)象,為了幫助該組同學達到實驗?zāi)康,請你用實驗中所提供的幾種試劑,對上述操作進行的改進是____________________________________。
(3)某同學在50mL一定濃度的H2O2溶液中加入適量的二氧化錳,放出氣體的體積(標準狀況下)與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示,則A、B、C三點所表示的瞬時反應(yīng)速率最慢的是____(填字母代號)。
(4)對于H2O2分解反應(yīng),Cu2+也有一定的催化作用。為比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果,該化學興趣小組的同學分別設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗。請回答相關(guān)問題:
①定性分析:如圖甲可通過觀察________________________,定性比較得出結(jié)論;該實驗中將FeCl3溶液改為Fe2(SO4)3溶液的原因是______________________。
②定量分析:用圖乙所示裝置做對照試驗,實驗時均以3min時間為準,其它可能影響實驗的因素均已忽略。實驗中需要測量的數(shù)據(jù)是________________,所需儀器為_______。
(5)通過對上述實驗過程的分析,在實驗設(shè)計時,要考慮_________思想方法的應(yīng)用。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com