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4.理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池.请利用反应“Cu+2Ag+═2Ag+Cu2+”设制一个化学电池(正极材料用碳棒),回答下列问题:
(1)该电池的负极材料是Cu,电解质溶液是AgNO3溶液;
(2)正极的电极反应式为Ag++e-=Ag;
(3)若导线上转移电子1mol,则被还原的物质的质量为108g.

分析 (1)根据方程式,失电子的物质作负极;电解质溶液中含有得电子的Ag+
(2)得电子的物质在正极上反应,结合方程式判断得电子的离子,从而写出电极反应式;
(3)根据正极反应式计算Ag的物质的量,带入m=nM计算质量.

解答 解:(1)原电池中失电子的物质作负极,根据反应方程式知,Cu作负极,电解质溶液中含有得电子的Ag+,可用硝酸银溶液作电解质溶液,
故答案为:Cu;硝酸银溶液;
(2)在正极上银离子得电子生成银单质,电极反应式为Ag++e-=Ag,
故答案为:Ag++e-=Ag;
(3)由Ag++e-=Ag可知,导线上转移电子1mol,则生成1molAg,质量为1mol×108g/mol=108g,
故答案为:108.

点评 本题考查原电池的设计,题目难度不大,注意两极材料的判断以及电极反应式的书写方法.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.金属锂是原子能工业和新能源工业中的重要物质.工业上常用β-辉锂矿(主要成分是LiAlSi2O6,含有少量钙、镁杂质)制备金属锂,其生产流程如下:

已知Li2CO3微溶于水.请回答下列问题:
(1)写出LiAlSi2O6与硫酸反应的化学方程式2LiAlSi2O6+4H2SO4=Li2SO4+Al2(SO43+4H2SiO3↓.
(2)沉淀B的主要成分是Al(OH)3、CaCO3(写化学式).
(3)蒸发浓缩Li2SO4溶液时,需要使用的硅酸盐质仪器有蒸发皿、酒精灯和玻璃棒.
(4)上述生产流程中蒸发浓缩Li2SO4溶液的目的是碳酸锂微溶于水,蒸发浓缩的目的是增大溶液中锂离子浓度,使锂离子浓度与碳酸根离子浓度之积大于Ksp(Li2CO3),以便产生碳酸锂沉淀.
(5)金属锂用于锂电池时,常用FeF3作其正极的活性物质,FeF3常用FeCl3与40%HF溶液反应制备.在制备过程中需要选用特制聚四氟乙烯材料的容器进行反应,而不是用普通的玻璃仪器或陶瓷仪器,其原因是SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(用化学反应方程式表示).
(6)金属锂可用于储存氢气,其原理是:①2Li+H2=2LiH,②LiH+H2O=LiOH+H2↑.若已知LiH的密度为0.82g•cm-3,用金属锂吸收224L H2(标准状况)恰好完全反应,则生成的LiH的体积与被吸收的氢气的体积之比为1:1148(精确到整数).

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

15.实验室里可用如图所示的装置制取氯酸钾、次氯酸钠,并验证氯水的性质.

图中①为氯气发生装置;②的试管中盛有15mL 30%的KOH溶液,并置于水浴中;③的试管中盛有15mL 8%的NaOH溶液,并置于冰水浴中;④的试管中加有紫色石蕊试液;⑤为尾气吸收装置.
(1)制取氯气时,在烧瓶中先加入一定量的二氧化锰固体,再通过分液漏斗.
(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸.(填写试剂名称)
(2)为除去氯气中混有的氯化氢气体,可在①和②之间安装盛有b(选填字母编号)的净化装置.
a.碱石灰        b.饱和食盐水        c.浓硫酸    d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)本实验制取次氯酸钠的离子方程式是Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O.
(4)比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件,两者的差异是反应的温度不同、反应物浓度不同.
(5)实验中可观察到④的试管中溶液颜色会发生变化:最初溶液由紫色变为红色,原因是氯气与水反应生成酸使石蕊显红色;接着溶液逐渐变为无色,是因为氯气与水反应生成次氯酸将石蕊氧化(或漂白)为无色.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.锂离子电池广泛应用与日常电子产品中,也是电动汽车动力电池的首选.正极材料的选择决定了锂离子电池的性能.磷酸亚铁锂(LiFePO4)以其高倍率性、高比能量、高循环特征、高安全性、低成本、环保等优点而逐渐成为“能源新呈”.
(1)高温固相法是磷酸亚铁锂生产的主要方法.通常以亚铁盐(如FeC2O4•2H2O)、磷酸盐和锂盐为原料,按化学计量比充分混匀后,在惰性气氛的保护中先经过较低温预分解,再经过高温焙烧,研磨粉碎制成.其反应原理如下:
Li2CO3+2FeC2O4•2H2O+2NH4H2PO4═NH3↑+3CO2↑+2LiFePO4+2CO↑+7H2O↑.
①完成上述化学方程式.
②理论上,反应中每转移0.15mol电子,会生成LiFePO423.7g.
③反应需在惰性气氛的保护中进行,其原因是防止Fe(II)被氧化.
(2)磷酸铁锂电池装置如图所示,其中正极材料橄榄石型LiFePO4通过粘合剂附着在铝箔表面,负极石墨材料附着在铜箔表面,电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐.
电池工作时的总反应为:LiFePO4+6C$?_{放电}^{充电}$Li1-xFePO4+LixC6,则放电时,正极的电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4.充电时,Li+迁移方向为由左向右(填“由左向右”或“由右向左”),图中聚合物隔膜应为阳(填“阳”或“阴”)离子交换膜.
(3)用该电池电解精炼铜.若用放电的电流强度I=2.0A的电池工作10分钟,电解精炼铜得到铜0.32g,则电流利用效率为80.4%(保留小数点后一位).
(已知:法拉第常数F=96500C/mol,电流利用效率=$\frac{负载利用电量}{电池输出电量}$×100%)
(4)废旧磷酸亚铁锂电池的正极材料中的LiFePO4难溶于水,可用H2SO4和H2O2的混合溶液浸取,发生反应的离子方程式为2LiFePO4+2H++H2O2═2Li++2Fe3++2PO43-+2H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”.工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为5ClO2-+4H+=4ClO2↑+Cl-+2H2O.向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈.若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快.产生气体速率迅速加快的原因是反应生成的Cl-对反应起催化作用.
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2.用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是H2O2作还原剂时氧化产物为O2,而盐酸作还原剂时产生大量Cl2
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一.如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验.
①电源负极为A极(填A或B).
②写出阴极室发生反应依次为ClO2+e-=ClO2-、ClO3-+ClO2-+2H+=2ClO2↑+H2O.
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2-歧化反应.若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为0.8mol/L.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.X+的核外电子排布为2、8、8,则X元素在周期表中的位置是(  )
A.第三周期第0族B.第四周期第ⅠA族C.第三周期第ⅠA族D.第三周期第ⅦA族

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.某溶液中含如下离子组中的几种K+、Fe3+、Fe2+、Cl-、CO32-、NO3-、SO42-、SiO32-、I-,某同学欲探究该溶液的组成进行了如下实验:
Ⅰ.用铂丝醮取少量溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃,观察到紫色火焰
Ⅱ.另取原溶液加入足量盐酸有无色气体生成,该气体遇空气变成红棕色,此时溶液颜色加深,但无沉淀生成
Ⅲ.取Ⅱ反应后溶液分别置于两支试管中,第一支试管中加入BaCl2溶液有白色沉淀生成,再滴加KSCN溶液,上层清液变红,第二支试管加入CCl4,充分振荡静置后溶液分层,下层为无色.
下列说法正确的是(  )
A.原溶液中肯定不含Fe2+、NO3-、SiO32-、I-
B.原溶液中肯定含有K+、Fe3+、Fe2+、NO3-、SO42-
C.步骤Ⅱ中无色气体是NO气体,无CO2气体产生
D.为确定是否含有Cl-可取原溶液加入过量硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.中国有着五千年历史,下面是一些在历史文化中出现的现象或传说及其化学解释,其中解释合理的一组是(  )
A.《西游记》中孙悟空一个“筋头云”,十万八千里,其乃“腾云驾雾”而行,其中的云不是胶体,雾是胶体
B.《水浒》中经典片段-----智劫生辰纲中,晁盖等人用蒙汗药药倒杨智等人.其使用的蒙汗药的主要成份可能是NaCN
C.《三国演义》中,诸葛亮擒拿南王孟获时路遇哑泉,人饮用了哑泉水后,一个个说不出话来,其主要成份是CuSO4.智者指教,饮安乐泉水可解毒,安乐泉水主要成份可能是氢氧化钙
D.《红楼梦》中有经典语句:女儿是水做的骨肉,男人是泥做的骨肉.水分子间通过氢键结合而质软,泥因其主要成分是碳酸钙而质硬.这句话借此形容男女的性格差异

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是(  )    
①CH3(CH23CH3  
②CH3(CH24CH3  
③C(CH34  
④(CH32CHCH2CH3
A.②①④③B.②③④①C.③④①②D.①④③②

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