【題目】1)理論上講,任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。請利用反應(yīng)“Cu2Fe3+=Cu2++2Fe2+設(shè)計一個原電池(正極材料用碳棒),回答下列問題:

該電池的負(fù)極材料是___,發(fā)生___反應(yīng)(填氧化還原);電解質(zhì)溶液是___;若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1mol,則被氧化的物質(zhì)___克。

2)已知拆開1molH—H鍵、1molN≡N分別需要吸收的能量為akJbkJ,形成1molN—H鍵需要釋放ckJ能量。且已知N2H2合成NH3的反應(yīng)是放熱反應(yīng),則生成1molNH3需要放出___的熱量。

3)銅與一定量濃硝酸恰好完全反應(yīng),得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體,將這些氣體與1.68LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸,若向所得硝酸銅溶液中加入6mol·L-1NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀,消耗NaOH溶液的體積是___mL

【答案】Cu 氧化 FeCl3溶液 32 (3c-1.5a-0.5b)kJ 50

【解析】

(1)根據(jù)總反應(yīng)式Cu2Fe3+=Cu2++2Fe2+,Cu發(fā)生氧化反應(yīng),所以Cu作負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)為Cu-2e-=Cu2+,用碳棒作正極,FeCl3溶液作電解質(zhì)溶液,Fe3+在正極得到電子,正極反應(yīng)為Fe3++e-=Fe2+,據(jù)此分析解答;

(2)根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)計算斷鍵吸收和成鍵釋放的能量,進(jìn)而計算反應(yīng)熱;

(3)向所得硝酸銅溶液中加入NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,沉淀為Cu(OH)2,由電荷守恒可知,Cu提供電子物質(zhì)的量等于氫氧化銅中氫氧根的物質(zhì)的量,生成NO2、NO的混合氣體與1.68L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸,縱觀整個過程,由電子轉(zhuǎn)移守恒,可知Cu提供電子等于氧氣獲得的電子,據(jù)此計算n(NaOH),進(jìn)而計算消耗氫氧化鈉溶液體積。

(1)根據(jù)上述分析可知,Cu作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液,若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移1mol電子,根據(jù)負(fù)極反應(yīng)Cu-2e-=Cu2+可知,負(fù)極0.5molCu被氧化,被氧化的Cu的質(zhì)量=0.5mol×64g/mol=32g,故答案為:Cu;氧化;FeCl3;32;

(2)根據(jù)化學(xué)方程式N2+3H22NH3,生成1molNH3時需要消耗0.5molN21.5molH2,因此在上述的反應(yīng)過程中斷裂0.5mollN≡N鍵和1.5molH—H鍵,共吸收熱量為0.5bkJ+1.5akJ=(0.5b+1.5a)kJ,形成1molNH3中的3molN—H鍵,共放出熱量3ckJ,已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則反應(yīng)共放出3c-(0.5b+1.5a)=(3c-1.5a-0.5b)kJ的熱量,故答案為:(3c-1.5a-0.5b)kJ;

(3)NO2、N2O4、NO混合氣體與1.68LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸,說明整個過程中被還原的HNO3反應(yīng)前后沒有變化,即Cu失去的電子都被O2得到了,根據(jù)得失電子守恒建立關(guān)系式:n(Cu)×2=n(O2)×4,解得n(Cu)=0.075mol×2=0.15mol,根據(jù)Cu原子個數(shù)守恒可知Cu(NO3)20.15mol;根據(jù) Cu2+—2OH-NaOH0.15mol×2=0.3mol,則NaOH溶液的體積V0.3mol/6mol·L-1=50mL,故答案為:50。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)事實(shí)引出的結(jié)論不正確的是(

選項(xiàng)

事實(shí)

結(jié)論

A

其他條件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反應(yīng),升高溶液的溫度,析出硫沉淀所需時間縮短

當(dāng)其他條件不變時,升高反應(yīng)

溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快

B

工業(yè)制硫酸過程中,在SO3的吸收階段,吸收塔里要裝填瓷環(huán)

增大氣液接觸面積,使SO3的吸收速率增大

C

在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2NH3(g)N2(g)+3H2(g),把容器的體積縮小一半

反應(yīng)速率減慢

D

AB兩支試管中分別加入等體積5%H2O2溶液,在B試管中加入23FeCl3溶液,B試管中產(chǎn)生氣泡快

當(dāng)其他條件不變時,催化劑可

以改變化學(xué)反應(yīng)速率

A.AB.BC.CD.D

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一定條件下發(fā)生反應(yīng)2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),1molSO3氣體通入1L容積恒定的密閉容器中,維持容器內(nèi)溫度不變,5min末測得SO3的物質(zhì)的量為0.4mol。則下列說法正確的是( )

A. 0~5min,O2的生成速率v(O2)=0.06mol·L-1·min-1

B. 若起始時充入3molSO3,起始時SO3分解速率不變

C. 若某時刻消耗了0.5molSO3同時生成了0.25molO2,則表明該反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)

D. 達(dá)到平衡時,SO2SO3的濃度相等

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】A、BC、DE、F是核電荷數(shù)依次增大的六種短周期主族元素,A元素的原子核內(nèi)只有1個質(zhì)子;B元素的原子半徑是其所在主族中最小的,B的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為HBO3;C元素原子的最外層電子數(shù)比次外層多4C的陰離子與D的陽離子具有相同的電子排布,兩元素可形成化合物D2C;C、E同主族。(請用化學(xué)用語回答下列問題)

(1)B在周期表中的位置_______________

(2)F元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式為_____。

(3)用電子式表示化合物D2C的形成過程____________。C、D還可形成化合物D2C2,其電子式為____________。

(4)CE的氫化物,沸點(diǎn)由高到低順序是:__________其原因是_____________

(5)寫出碳單質(zhì)與B的最高價氧化物對應(yīng)水化物濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式,并用單線橋標(biāo)明電子的轉(zhuǎn)移方向_________。當(dāng)轉(zhuǎn)移電子為0.2mol時,標(biāo)準(zhǔn)狀況下反應(yīng)產(chǎn)生氣體_______L

(6)已知E單質(zhì)和F單質(zhì)的水溶液反應(yīng)會生成兩種強(qiáng)酸,其化學(xué)反應(yīng)方程式為:________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】[化學(xué)一選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]太陽能電池板材料除單品硅外,還有含銅、銦、鎵、硒等元素的化學(xué)物質(zhì)。

1)基態(tài)硅原子的價電子軌道表達(dá)式__________

2)有一類組成最簡單的有機(jī)硅化合物叫硅烷。硅烷的組成、結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的烷烴相似。硅烷中硅采取________雜化方式,硅烷的沸點(diǎn)與相對分子質(zhì)量的關(guān)系如下圖所示現(xiàn)這種變化的原因是_________

3)硒和硫同為VIA族元素,與其相鄰的元素有砷和溴,則三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/span>____________(用元素符號表示)。

4)氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型為_________,與SeO3互為等電子體的一種陰離子為_______(填化學(xué)式)。

5CuCl的鹽酸溶液吸收CO形成氯化羰基亞銅[CuCl(CO)2 H2O,通常形成二聚體,結(jié)構(gòu)示意圖如下。則該化合物中與Cu+形成配位鍵的原子是_________。

6種銅金合金晶體具有面心立方最密堆枳結(jié)構(gòu),在晶胞中金原子位于頂點(diǎn),銅原子位于面心,則該合金中銅原子(Cu)與金原子(Au)個數(shù)比為____________,若該晶體的晶胞棱長為a nm,則該合金密度為____________(列出計算式,不要求計算結(jié)果,阿伏加徳羅常數(shù)的值為NA)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Na2O2、CaC2都是離子化合物,都能與水反應(yīng)放出氣體。(Na2O2+2H2O=4NaOH+O2)它們(

A.陰陽離子個數(shù)比均為B.都含有非極性的共價鍵

C.與水都發(fā)生氧化還原反應(yīng)D.放出的都是可燃性氣體

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間,以下敘述正確的是(  )

A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生

B.甲中銅片是正極,乙中銅片是負(fù)極

C.兩燒杯中溶液的c(H)均減小

D.產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列實(shí)際應(yīng)用對應(yīng)化學(xué)知識原理說法錯誤的是(

選項(xiàng)

實(shí)際應(yīng)用

化學(xué)知識原理

A

泡沫滅火器中裝有碳酸氫鈉溶液

和硫酸鋁溶液

碳酸氫鈉溶液和硫酸鋁溶液水解且相互促進(jìn)

B

工業(yè)上采用高壓(20-50MPa)合成NH3

應(yīng)用勒夏特列原理

C

施加石膏降低鹽堿地(Na2CO3)的堿性

CaCO3溶度積小于CaSO4

D

選用金屬鋰做電池電極材料

鋰輕且在空氣中穩(wěn)定

A. AB. BC. CD. D

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖是Cu-Zn原電池的裝置示意圖,下列敘述正確的是(  )

A.Zn片是正極

B.H+在銅片上得電子

C.反應(yīng)過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能

D.電子從鋅片通過硫酸溶液流向銅片

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案