【題目】如圖是一個(gè)電化學(xué)原理的示意圖。已知甲池的總反應(yīng)式為:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O。填寫下列空白:
(1)請(qǐng)寫出甲、乙兩池的名稱。甲電池是______,乙池是______。
(2)甲池中通入CH3OH的電極名稱是___,電極反應(yīng)方程式為:______;乙池中B(石墨)電極的名稱是_______。
(3)電解過程中,乙池溶液pH的變化為_______(“升高”、“降低”或“不變”)。
(4)當(dāng)乙池中A(Fe)極的質(zhì)量增加5.40 g時(shí),甲池中理論上消耗O2_____mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
(5)若乙池中的AgNO3換成一定量CuSO4溶液,通電一段時(shí)間后,向所得的溶液中加入0.1 molCu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為___mol。(忽略溶液體積的變化)
【答案】原電池 電解池 負(fù)極 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 陽極 降低 280 0.4
【解析】
(1)甲池為燃料電池,屬于原電池,乙池為電解池;
(2)在燃料電池中通入燃料的電極為負(fù)極,通入O2的電極為正極,結(jié)合電解質(zhì)溶液書寫電極反應(yīng)式;
(3)根據(jù)電解池電極反應(yīng)式,可得總反應(yīng)方程式,根據(jù)其中的物質(zhì)變化確定溶液的pH;
(4)先計(jì)算Ag的物質(zhì)的量,利用同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同,計(jì)算O2的物質(zhì)的量和體積;
(5)乙池中加入0.1 mol Cu(OH)2溶液恢復(fù)電解前的溶液的濃度和pH,相當(dāng)于反應(yīng)消耗了0.1 mol CuO、0.1 mol H2O,根據(jù)電解方程式,結(jié)合同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等計(jì)算反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量。
(1)根據(jù)裝置圖可知甲池是燃料電池,屬于原電池;乙池與原電池連接,屬于電解池;
(2)甲池中通入CH3OH的電極名稱是負(fù)極,由于電解質(zhì)溶液為堿性,所以CH3OH失去電子變?yōu)?/span>CO32-,電極反應(yīng)式為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;乙池中B(石墨)電極與原電池的正極連接,作電解池的陽極;
(3)電解過程中,在乙池中,陽極B(石墨)電極發(fā)生氧化反應(yīng),電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液,由于陰離子放電能力:OH->NO3-,所以陽極發(fā)生反應(yīng):4OH--4e-=2H2O+O2↑,陰極上發(fā)生電極反應(yīng)式:4Ag++4e-=4Ag,總反應(yīng)方程式為4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑,可見電解后溶液的酸性增強(qiáng),溶液pH降低;
(4)在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,當(dāng)乙池中A(Fe)極的質(zhì)量增加5.40 g時(shí),反應(yīng)產(chǎn)生的Ag的物質(zhì)的量為n(Ag)==0.05 mol,Ag是+1價(jià)的金屬,則反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量n(e-)= n(Ag)=0.05 mol,則甲池中理論上消耗O2的物質(zhì)的量n(O2)= n(e-)=×0.05 mol=0.0125 mol,所以反應(yīng)放出O2的體積V(O2)= 0.0125 mol×22.4 L/mol=0.28 L=280 mL。
(5)乙池加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,發(fā)生如下電解:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O2H2↑+O2↑,Cu(OH)2從組成上可看成CuO、H2O,根據(jù)“析出什么加入什么”的原則知,析出的物質(zhì)是氧化銅和水,CuO、H2O的物質(zhì)的量都是0.1 mol,則陰極上析出氫氣和銅,生成0.1 mol銅轉(zhuǎn)移電子n(e-)=0.1 mol×2=0.2 mol;根據(jù)原子守恒知,生成0.1mol水需要0.1 mol氫氣,生成0.1 mol氫氣轉(zhuǎn)移電子n(e-)=0.1 mol×2=0.2 mol,所以電解過程中電子轉(zhuǎn)移總物質(zhì)的量n(e-)總=0.2 mol +0.2 mol =0.4 mol。
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【題目】向Na2CO3溶液中滴加鹽酸,反應(yīng)過程中能量變化如圖所示,下列說法正確的是( ).
A.△H1 >△H2 △H2<△H3
B.反應(yīng)HCO3-(aq)+H+(aq)=CO2 (g)+H2O(l)為放熱反應(yīng)
C.H2CO3(aq)= CO2(g)+H2O(l),若使用催化劑,則△H3變小
D.CO32-(aq)+2H+(aq)=CO2(g)+H2O(l) △H=(△H1+△H2+△H3)
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【題目】下列指定化學(xué)用語正確的是( )
A. NaHCO3水解的離子方程式:HCO3-+H2O = CO32-+H3O+
B. Ba(OH)2的電離方程式:Ba(OH)2Ba2++2OH-
C. NaHSO4在水中的電離方程式:NaHSO4= Na++H++SO42-
D. Na2S水解的離子方程式:S2-+2H2O = H2S+2OH-
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【題目】以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成燃料電池,采用電解法制備Fe(OH)2,裝置如圖所示,其中P端通入CO2,通電一段時(shí)間后,右側(cè)玻璃管中產(chǎn)生大量的白色沉淀,且較長時(shí)間不變色。則下列說法中正確的是( )
A.X、Y兩端都必須用鐵作電極
B.不可以用NaOH溶液作為電解液
C.陰極發(fā)生的反應(yīng)是:2H++2e-=H2↑
D.白色沉淀只能在陽極上產(chǎn)生
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【題目】氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。如圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖,圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。
完成下列填空:
(1)寫出電解飽和食鹽水的離子方程式___。
(2)精制飽和食鹽水從圖中___位置補(bǔ)充,氫氧化鈉溶液從圖中___位置流出(選填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(3)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反應(yīng)生成高效的消毒殺菌劑ClO2,還生成CO2和KHSO4等物質(zhì)。
寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___。
(4)室溫下,0.1mol/LNaClO溶液的pH___0.1mol/LNa2SO3溶液的pH(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)濃度均為0.1mol/L的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32-、CO32-、HSO3-、HCO3-濃度從大到小的順序?yàn)?/span>___。
已知:H2SO3:Ki1=1.54×102,Ki2=1.02×107,HClO:Ki1=2.95×108,H2CO3:Ki1=4.3×107,Ki2=5.6×1011。
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【題目】如圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的能量變化示意圖.下列說法正確的是( )
A. 由MgCl2制取Mg是放熱過程
B. 熱穩(wěn)定性:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
C. 常溫下氧化性:F2<Cl2<Br2<I2
D. 由圖可知此溫度下MgBr2(s)與Cl2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:MgBr2(s) + Cl2(g) ═ MgCl2(s) + Br2(g) △H = -117kJ/mol
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【題目】已知CO、H2和CO2組成的混合氣體116.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),經(jīng)完全燃燒后放出的總能量為867.9 kJ,并生成18 g液態(tài)水。已知2H2(g)+O2(g)======2H2O(l)ΔH=-571.6 kJ·mol-1;2CO(g)+O2(g) ======2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1。則燃燒以前混合氣體CO的體積分?jǐn)?shù)最接近于 ( )
A.80%B.60%C.40%D.20%
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【題目】室溫條件下,用0.100 mol/L的NaOH溶液分別滴定酸HX、HY、HZ,三種酸的體積均為20.00 mL,濃度均為0.100 mol/L,滴定曲線如圖所示。下列敘述正確的是
A.電離常數(shù)Ka(HX)的數(shù)量級(jí)為10-12
B.P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中:c(Y-) >c(Na+) >c(HY)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7時(shí),三種溶液中c(X-) =c(Y-)=c(Z-)
D.HX的電離程度大于X-的水解程度
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【題目】反應(yīng):xA(氣)+yB(氣)zC(氣),達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得A氣體的濃度為0.5 mol.L-1,當(dāng)在恒溫下將該容器體積擴(kuò)大一倍,再次達(dá)到平衡,測(cè)得A氣體的濃度為0.3 mol.L-1,則下列敘述正確的是
A. x+y<z B. 平衡向右移動(dòng)
C. B的轉(zhuǎn)化率升高 D. C的體積分?jǐn)?shù)降低
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