【題目】人們應用原電池原理制作了多種電池以滿足不同的需要。電池發(fā)揮著越來越重要的作用,如在宇宙飛船、人造衛(wèi)星、電腦、照相機等,都離不開各式各樣的電池,同時廢棄的電池隨便丟棄也會對環(huán)境造成污染。請根據題中提供的信息,回答下列問題:
(1)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池,這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量的差別進行發(fā)電,在海水中電池反應可表示為:5MnO2 +2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10 +2AgCl
①該電池的負極反應式是______________;
②在電池中,Na + 不斷移動到“水”電池的_______極(填“正“或“負”);
③外電路每通過4mol電子時,生成Na2 Mn5 O10 的物質的量是_______。
(2)中國科學院應用化學研究所在甲醇(CH3OH是一種可燃物)燃料電池技術方面獲得新突破。甲醇燃料電池的工作原理如下圖所示:
①該電池工作時,b口通入的物質為____________。
②該電池負極的電極反應式 。
③工作一段時間后,當6.4 g甲醇完全反應生成CO2時,有___________NA個電子轉移。
(3)Ag2O是銀鋅堿性電池的正極活性物質,當銀鋅堿性電池的電解質溶液為KOH溶液時,電池放電時正極的Ag2O轉化為Ag,負極的Zn轉化為Zn(OH)2,寫出該電池反應方程式: 。
【答案】(1)①Ag—e-+Cl-=AgCl ; ②正; ③2mol;
(2)①CH3OH;②CH3OH—6e-+H2O=CO2+6H+ ;③1.2;
(3)Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2
【解析】
試題分析:(1) “水”電池能利用淡水與海水之間含鹽量的差別進行發(fā)電,在海水中電池反應可表示為:5MnO2 +2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10 +2AgCl 。①根據反應方程式中元素的化合價的變化可知,Ag失去電子,被氧化,所以作負極,該電池的負極反應式是Ag—e-+Cl-=AgCl;②根據同種電荷相互排斥,一中電荷相互吸引的原則,在電池中,Na + 不斷移動到“水”電池的正極MnO2;③根據總反應方程式可知:每轉移2mol電子,會產生1mol Na2Mn5O10,則外電路每通過4mol電子時,生成Na2Mn5O10 的物質的量是2mol;(2)①根據示意圖可知,溶液中的H+向右移動,則右邊的電極為正極,左邊的電極為負極。在該電池工作時,b口通入的物質為燃料CH3OH;②該電池負極就是通入甲醇的電極,該電極反應式是CH3OH—6e-+H2O=CO2+6H+ ;③6.4 g甲醇的物質的量是n=6.4g÷32g/mol=0.2mol,每1mol甲醇反應,轉移6mol電子,則0.2mol甲醇反應生成CO2時,會轉移0.2mol ×6=1.2mol電子。(3)Ag2O是銀鋅堿性電池的正極活性物質,當銀鋅堿性電池的電解質溶液為KOH溶液時,電池放電時,正極的Ag2O轉化為Ag,電極反應式是:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,負極的Zn轉化為Zn(OH)2,負極的電極反應式是:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,則該電池反應方程式是Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】【化學—選修3: 物質結構與性質】鈦、鉻、鐵、鎳、銅等金屬及其化合物在工業(yè)上有重要用途。
(1)鈦鐵合金是鈦系儲氫合金的代表,該合金具有放氫溫度低、價格適中等優(yōu)點。
①Ti的基態(tài)原子價電子排布式為________________。
②Fe的基態(tài)原子共有________種不同能級的電子。
(2)制備CrO2Cl2的反應為K2Cr2O7+3CCl4===2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑。
①上述化學方程式中非金屬元素電負性由大到小的順序是______________(用元素符號表示)。
②COCl2分子中所有原子均滿足8電子構型,COCl2分子中σ鍵和π鍵的個數比為________,中心原子的雜化方式為________。
(3)NiO、FeO的晶體結構均與氯化鈉的晶體結構相同,其中Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為6.9×10-2 nm和7.8×10-2 nm。則熔點:NiO________(填“>”、“<”或“=”)FeO。
(4)Ni和La的合金是目前使用廣泛的儲氫材料,具有大容量、高壽命、耐低溫等特點,在日本和中國已實現(xiàn)了產業(yè)化。
該合金的晶胞結構如圖所示。
①該晶體的化學式為________________。
②已知該晶胞的摩爾質量為M g·mol-1,密度為d g·cm-3。設NA為阿伏加德羅常數的值,則該晶胞的體積是________ cm3(用含M、d、NA的代數式表示)。
③該晶體的內部具有空隙,且每個晶胞的空隙中儲存6個氫原子比較穩(wěn)定。已知:a=511 pm,c=397 pm;標準狀況下氫氣的密度為8.98×10-5 g·cm-3;儲氫能力=。若忽略吸氫前后晶胞的體積變化,則該儲氫材料的儲氫能力為_______。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已進入大規(guī)模生產。
(1)如采取以CO和H2為原料合成乙醇,化學反應方程式:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H;若密閉容器中充有10 mol CO與20mol H2,在催化劑作用下反應生成乙醇,CO的轉化率(α)與溫度、壓強的關系如下圖所示。
已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) △H1=-566kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) △H2=-572kJ·mol-1
CH3CH2OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+ 3H2O(g) △H3=-1366kJ·mol-1
H2O(g)===H2O(l) △H4=-44kJ·mol-1
①△H= kJ·mol-1
②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài),則從反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA tC(填“﹥”、“﹤”或“﹦”)。
③若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài),此時在A點時容器的體積為10L,則該溫度下的平衡常數:K= ;
④熔融碳酸鹽燃料電池(MCFS),是用煤氣(CO+H2)作負極燃氣,空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣,用一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物做電解質,以金屬鎳(燃料極)為催化劑制成的。負極上CO反應的電極反應式為 。
(2)工業(yè)上還可以采取以CO2和H2為原料合成乙醇,并且更被化學工作者推崇,但是在相同條件下,由CO制取CH3CH2OH的平衡常數遠遠大于由CO2制取CH3CH2OH 的平衡常數。請推測化學工作者認可由CO2制取CH3CH2OH的優(yōu)點主要是: 。
(3)目前工業(yè)上也可以用CO2來生產甲醇。一定條件下發(fā)生反應CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。若將6mol CO2和8 mol H2充入2L的密閉容器中,測得H2的物質的量隨時間變化的曲線如右圖所示(實線)。
①請在答題卷圖中繪出甲醇的物質的量隨時間變化曲線。
②僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗,測得H2的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示,曲線I對應的實驗條件改變是 ,曲線Ⅱ對應的實驗條件改變是 。
(4)將標準狀況下4.48L CO2通入1L 0.3mol·L-1 NaOH溶液中完全反應,所得溶液中微粒濃度關系正確的是
A.c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
B.c(OH-)+c(CO32-)=c(H2CO3)+c(H+)
C.c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
D.2c(Na+)=3c(HCO3-)+3c(CO32-)+3c(H2CO3)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如圖是某種有機物分子的球棍模型圖。圖中的“棍”代表單鍵或雙鍵,不同大小的“球”代表三種不同的短周期元素的原子。對該有機物的敘述錯誤的是
A.該有機物可能的分子式為C2HCl3
B.該有機物的分子中一定有碳碳雙鍵
C.該有機物可以由乙烯和氯化氫加成反應得到
D.該有機物分子中的所有原子在同一平面上
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】鐵及其化合物在工農業(yè)生產、環(huán)境保護等領域中有著重要的作用。
(1)硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·12H2O]廣泛用于城鎮(zhèn)生活飲用水、工業(yè)循環(huán)水的凈化處理等。寫出硫酸鐵銨溶液中離子濃度的大小順序 。
(2)FeSO4/KMnO4工藝與單純混凝劑[FeCl3、Fe2(SO4)3]相比,大大降低了污水處理后水的渾濁度,顯著提高了對污水中有機物的去除率。二者的引入并未增加沉降后水中總鐵和總錳濃度,反而使二者的濃度降低,原因是在此條件下(pH約為7)KMnO4可將水中Fe2+、Mn2+氧化為固相的+3價鐵和+4價錳的化合物,進而通過沉淀、過濾等工藝將鐵、錳除去。已知:Ksp(Fe(OH)3=4.0×10-38,則沉淀過濾后溶液中c(Fe3+)約為 mol·L-1。寫出生成+4價固體錳化合物的反應的離子方程式 。
(3)新型納米材料ZnFe2Ox,可用于除去工業(yè)廢氣中的某些氧化物。制取新材料和除去廢氣的轉化關系如圖:
用ZnFe2Ox除去SO2的過程中,氧化劑是 。(填化學式)
(4)工業(yè)上常采用如圖所示電解裝置,利用鐵的化合物將氣態(tài)廢棄物中的硫化氫轉化為可利用的硫。先通電電解,然后通入H2S時發(fā)生反應的離子方程式為:2[Fe(CN)6]3-+2CO+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO+S↓。電解時,陽極的電極反應式為 ;電解過程中陰極區(qū)溶液的pH (填“變大”、“變小”或“不變”)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氯氣和氨氣在常溫下混合即可發(fā)生反應。某興趣小組同學為探究純凈、干燥的氯氣與氨氣的反應,設計了如下裝置:
(1)裝置F中發(fā)生反應的離子方程式是 ;
(2)裝置B中盛放的是 ,其作用是 ;裝置E中盛放的試劑是 ,其作用是 ;
(3)裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為: ;
(4)若有10.7gNH4Cl,最多可制取標準狀況下的氨氣的體積是 L;
(5)裝置C中有白煙產生,試寫出該反應的化學方程式
(6)G處逸出的尾氣中含有少量Cl2,為防止其污染環(huán)境,可將尾氣通過盛有 的洗氣瓶。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】二氧化氯(ClO2)是國內外公認的高效、廣譜、快速、安全無毒的殺菌消毒劑,被稱為“第4代消毒劑”。工業(yè)上可采用氯酸鈉(NaClO3)或亞氯酸鈉(NaClO2)為原料制備ClO2。
(1)亞氯酸鈉也是一種性能優(yōu)良的漂白劑,但在強酸性溶液中會發(fā)生歧化反應,產生ClO2氣體,離子方程式為___________________________;向亞氯酸鈉溶液中加入鹽酸,反應劇烈。若將鹽酸改為相同pH的硫酸,開始時反應緩慢,稍后一段時間產生氣體速率迅速加快。產生氣體速率迅速加快的原因是 。
(2)化學法可采用鹽酸或雙氧水還原氯酸鈉制備ClO2。用H2O2作還原劑制備的ClO2更適合用于飲用水的消毒,其主要原因是 。
(3)電解法是目前研究最為熱門的生產ClO2的方法之一。如圖所示為直接電解氯酸鈉、自動催化循環(huán)制備高純ClO2的實驗。
①電源負極為___________________極(填A或B)
②寫出陰極室發(fā)生反應的電極反應式和離子方程式
_______________________ ___ ; 。
③控制電解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+濃度降低而導致的ClO2—歧化反應。若兩極共收集到氣體22.4L(體積已折算為標準狀況,忽略電解液體積的變化和ClO2氣體溶解的部分),此時陽極室與陰極室c(H+)之差為_________________。
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【題目】氮化鋁(AlN)是一種新型無機非金屬材料。某A1N樣品僅含有A12O3雜質,為測定AlN的含量,設計如下三種實驗方案。
已知:A1N+NaOH+H2O===NaA1O2+NH3↑
[方案Ⅰ]取一定最的樣品,用以下裝置測定樣品中AlN的純度(夾持儀器已略去)。
(1)上圖C裝置中球形干燥管的作用是________________________;
(2)完成以下實驗步驟:組裝好實驗裝置,首先________________再加入實驗藥品,接下來的實驗操作是______________,打開分液漏斗活塞,加入濃溶液,至不再產生氣體.打開K1,通入氨氣一段時間,測定C裝置反應前后的質量變化通入氮氣的目的是________________________;
(3)由于裝置存在缺陷,導致測定結果偏高,請?zhí)岢龈倪M意見________________________;
【方案二】
用下圖裝置測定mg樣品中A1N的純度(部分夾持裝置已略去);
(4)為測定生成氣體的體積,量氣裝置中的X液體可以是_________;
a.CCl4 b.H2O c.NH4Cl溶液 d.
(5)若m g樣品完全反應,測得生成氣體的體積為V mL(已轉換為標準狀況),則A1N的質量分數____________________;
【方案三】
按下圖步驟測定樣品中A1N的純度:
(6)步驟②生成沉淀的離子方程式為________________________;
(7)若在步驟③中未洗滌,測定結果將___________(填“偏高”“偏低’或“無影響”)。
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【題目】[化學一選修5:有機化學基礎]
工業(yè)上可由A和環(huán)己烯()為原料合成某重要的有機物X、Y,路線如下(部分反應條件略):
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)B中含氧官能團的名稱是___________。
(2)A的結構簡式是______________。
(3)任選1種具有反式結構的C的同系物,用結構簡式表示其反式結構_______。
(4)反應②、③、④、⑤中與反應①的類型相同的是_________。
(5)G→H的化學方程式是__________。
(6)E的結構構簡式是________________。
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