（1）某課外活動小組同學用如圖1裝置進行實驗，試回答下列問題：
①若開始時開關K與a連接，則鐵發(fā)生電化學腐蝕中的
 
腐蝕．
②若開始時開關K與b連接，則總反應的離子方程式為
 
．
（2）芒硝化學式為Na2SO4?10H2O，無色晶體，易溶于水，是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物．該小組同學設想，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，用如圖2所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉，無論從節(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理念．
①該電解槽的陽極反應式為
 
．此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)
 
（填“大于”、“小于”或“等于”）通過陽離子交換膜的離子數(shù)．
②制得的氫氧化鈉溶液從出口（填寫“A”、“B”、“C”或“D”）
 
導出．
③通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因：
 
．
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，則電池負極的電極反應式為
 
．已知H2的燃燒熱為285.8kJ/mol，則該燃料電池工作產(chǎn)生36g H2O時，理論上有
 
kJ的能量轉(zhuǎn)化為電能．
考點：電解原理,原電池和電解池的工作原理
專題：電化學專題
分析：（1）①開始時開關K與a連接，形成的是原電池反應，鐵做負極失電子發(fā)生氧化反應，飽和氯化鈉溶液中氧氣在正極得到電子生成氫氧根離子，發(fā)生的是吸氧腐蝕；
②開始時開關K與b連接形成的是電解池，石墨做陽極，鐵做正極，反應是電解飽和食鹽水生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉溶液；
（2）①電解時，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，陽極上失電子發(fā)生氧化反應；根據(jù)陰陽離子的移動方向，通過相同電量時，陰陽離子交換的個數(shù)判斷；
②陰極上氫離子放電，則NaOH在陰極生成；
③電解過程中氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應，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，負極上氫氣失去電子；結(jié)合燃燒熱方程式及電池反應計算．
解答： 解：（1））①開始時開關K與a連接，形成的是原電池反應，鐵做負極失電子發(fā)生氧化反應，飽和氯化鈉溶液中氧氣在正極得到電子生成氫氧根離子，發(fā)生的是吸氧腐蝕；故答案為：吸氧；
②開始時開關K與b連接形成的是電解池，石墨做陽極，鐵做正極，反應是電解飽和食鹽水生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉溶液，反應的離子方程式為：
2Cl-+2H2O
 通電 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案為：2Cl-+2H2O
 通電 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2↑；
（2）①電解時，陽極上失電子發(fā)生氧化反應，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，所以陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣，陽極電極反應為4OH--4e-=2H2O+O2↑；陽極氫氧根離子放電，因此硫酸根離子向陽極移動，陰極氫離子放電，因此鈉離子向陰極移動，所以通過相同電量時，通過陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過陽離子交換膜的離子數(shù)，
故答案為：4OH--4e-=2H2O+O2↑；小于；
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出口導出，故答案為：D；
③電解過程中氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應，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：氫離子放電生成氫氣促進水的電離，溶液中氫氧根離子濃度增大；
④氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池，負極上氫氣失去電子，負極反應式為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）=
36g
18g/mol
=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；
故答案為：H2-2e-+2OH-=2H2O；571.6．
點評：本題考查了原電池和電解池原理，為高頻考點，注意裝置的判斷及燃料原電池電極反應式和電解反應的書寫，理解電解質(zhì)溶液的酸堿性確定生成的離子或物質(zhì)，題目難度中等．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

香蘭素是重要的香料之一，它可由丁香酚經(jīng)多步反應合成．有關上述兩種化合物的說法正確的是（　　）
A、常溫下，1mol丁香酚只能與2mol Br2反應
B、丁香酚不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應
C、1mol香蘭素最多能與3mol氫氣發(fā)生加成反應
D、香蘭素分子中至少有12個原子共平面

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

硫代硫酸鈉可作為脫氯劑，已知25.0mL0.100mol?L-1Na2S2O3溶液恰好把224mL（標準狀況下）Cl2完全轉(zhuǎn)化為Cl-，則S2O32-將轉(zhuǎn)化成（　�。�
A、S2-
B、S
C、SO2
D、SO3

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

我國鉀長石（KAlSi3O8）的資源比較豐富．一定溫度范圍內(nèi)用氯化鈉熔浸鉀長石（主要成份為KAlSi3O8）可制得氯化鉀，主要反應是：NaCl（l）+KAlSi3O8（s）?KCl（l）+NaAlSi3O8（s）．
（1）上述反應涉及的第三周期元素中，離子半徑最小的是
 
（用元素符號表示）．Cl原子與Si原子可以形成的五核分子，其化學鍵鍵長和鍵角都相等，則該物質(zhì)為
 
分子（填“極性”或“非極性”），該分子的電子式為
 
．
（2）不能用于比較Na與Al金屬性相對強弱的事實是
 
．
A．最高價氧化物對應水化物的堿性         B．Na和Al的熔點高低
C．單質(zhì)與H2O反應的難易程度             D．比較同濃度NaCl和AlCl3的pH值
（3）上述元素的最高價氧化物對應水化物中，有一種既能與強酸又能與強堿反應，其原因在于：
 
（用電離方程式表示）．
（4）鉀長石和燒堿在熔融狀態(tài)下反應可得到兩種正鹽，向所得的正鹽中加入過量稀鹽酸，發(fā)生反應的離子方程式分別是：
 
、
 
．
（5）制取粗硅的過程中，SiO是反應中間產(chǎn)物，隔絕空氣時SiO和NaOH溶液反應（產(chǎn)物之一是硅酸鈉）的化學方程式
 
．
（6）為研究上述反應中鉀元素的熔出率（液體中鉀元素的質(zhì)量占全部鉀元素質(zhì)量的百分率）與溫度的關系，進行實驗（氯化鈉與鉀長石投料的質(zhì)量比為2：1），獲得如下數(shù)據(jù)：


時間（h）
鉀元素
溫度  熔出率		 1.5 2.5 3.0 3.5 4.0
830℃ 0.481 0.575 0.626 0.669 0.685
890℃ 0.579 0.691 0.694 0.699 0.699
950℃ 0.669 0.714 0.714 0.714 0.714
①分析數(shù)據(jù)可以得出，該制備氯化鉀的反應是
 
（填“放熱”或“吸熱”）反應．
②計算890℃時，氯化鈉的平衡轉(zhuǎn)化率
 
（式量：KAlSi3O8-278  NaAlSi3O8-262，保留3位小數(shù)）．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

碳和硅屬于同主族元素，在生活生產(chǎn)中有著廣泛的用途．
（1）甲烷可用作燃料電池，將兩個石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成甲烷燃料電池，通入CH4的一極，其電極反應式是
 
；
CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染，有望解決汽車尾氣污染問題，反應如下：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
則NO2被甲烷還原為N2的熱化學方程式為
 
．
（2）已知H2CO3?HCO3-+H+             Ka1（H2CO3）=4.45×10-7
       HCO3-?CO32-+H+              Ka2（HCO3-）=5.61×10-11
       HA?H++A-                   Ka（HA）=2.95×10-8
請依據(jù)以上電離平衡常數(shù)，寫出少量CO2通入到NaA溶液中的離子方程式
 
．
（3）在T溫度時，將1.0mol CO2和3.0mol H2充入2L密閉恒容器中，可發(fā)生反應的方程式為CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+2H2O（g）．充分反應達到平衡后，若容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為a：1，則CO2轉(zhuǎn)化率為
 
，當a=0.875時，該條件下此反應的平衡常數(shù)為
 
（用分數(shù)表示）．
（4）氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可由石英（SiO2）與焦炭在高溫的氮氣流中反應生成，已知該反應的平衡常數(shù)表達式K=[c（CO）]6/[c（N2）]2，若已知CO生成速率為v（CO）=6mol?L-1?min-1，則N2消耗速率為v（N2）=
 
；該反應的化學方程式為
 
．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

Ⅰ．甲醇可作為燃料電池的原料．以CH4和H2O為原料，通過下列反應來制備甲醇：
CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206.0kJ?mol-1
CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-129.0kJ?mol-1
（1）CH4（g）與H2O（g）反應生成CH3OH（g）和H2（g）的熱化學方程式為
 
．
（2）甲醇對水質(zhì)會造成一定污染，有一種電化學法可消除這種污染，其原理是通電后，將Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+作氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化．實驗室用如圖裝置模擬上述過程：
①完成除去甲醇的離子方程式（方框內(nèi)填化學式，橫線上填計量數(shù)）：
 
Co3++CH3OH+H2O═
 
+
 
Co2++
 

②若如圖裝置中的電源為甲醇-空氣-KOH溶液的燃料電池，則電池負極的電極反應式：
 
．
Ⅱ．（1）NH4Cl溶液呈酸性的原因是（用離子反應方程式表示 ）
 
．
（2）25℃時，將pH=x氨水與pH=y的硫酸（且x+y=14，x＞11）等體積混合后，所得溶液中各種離子的濃度關系正確的是
 
．
A．c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）    B．c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（OH-）＞c（H+）
C．c（NH4+）+c（H+）＞c（SO42-）+c（OH-）      D．c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）＞c（OH-）

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

Ⅰ、（1）某化學興趣小組欲從下列裝置中選取必要的裝置制�。∟H4）2SO4溶液，連接的順序（用接口序號字母表示）是：a
 
．

（2）將裝置C中兩種液體分離開的操作名稱是
 
．裝置D的作用是
 
．
Ⅱ、為提高氯化銨的經(jīng)濟價值，我國化學家設計了利用氫氧化鎂熱分解氯化銨制氨氣并得到堿式氯化鎂（MgOHCl）的工藝．某同學根據(jù)該原理設計的實驗裝置如圖：

請回答下列問題：
（1）裝置A中發(fā)生反應生成堿式氯化鎂的化學方程式為
 
，裝置B中堿石灰的作用是
 
．
（2）反應過程中持續(xù)通入N2的作用有兩點：一是使反應產(chǎn)生的氨氣完全導出并被稀硫酸充分吸收，二是
 
．
（3）裝置C的試管中反應的離子方程式為
 
．
Ⅲ、如圖表示各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關系，其中A、B、C、G為單質(zhì)．②為工業(yè)生產(chǎn)中常見反應，E是一種具有漂白作用的鹽，Y易潮解，M是一種兩性化合物，L是一種白色沉淀．

試回答下列有關問題：
（1）M的化學式
 
，Y在實驗室中的用途
 
（列舉一例）．
（2）X的熔點為801℃，實際工業(yè)冶煉中常常加入一定量的Y共熔，猜想工業(yè)上這樣做的目的：
 
．工業(yè)生產(chǎn)中，還常常利用電解X和F的混合物制取
 
．
（3）反應②的化學方程式是
 
．
（4）反應④的離子反應方程式是
 
．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

下列離子方程式書寫不正確的是（　�。�
A、向硅酸鈉溶液中通入過量的CO2：SiO32-+2CO2+3H2O=H4SiO4↓+2HCO3-
B、氯化亞鐵溶液與過氧化鈉2：1反應：6Fe2++3Na2O2+6H2O=4Fe（OH）3↓+6Na++2Fe3+
C、向氧化鐵中加入氫碘酸發(fā)生反應：Fe2O3+6H++6I -=2Fe2++3I2+3H2O
D、過量鐵粉與稀HNO3反應：3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是（　�。�
A、1mol/L氯化銅溶液中的Cu2+數(shù)小于NA
B、標準狀況下，22.4L Cl2參加任何化學反應轉(zhuǎn)移的電子數(shù)都是2NA
C、28 g聚乙烯含有的碳原子數(shù)為2NA
D、1mol CH5+所含電子數(shù)為8NA

查看答案和解析>>

同步練習冊答案