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14.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压.高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O$?_{充电}^{放电}$3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述正确的是(  )
A.充电时阳极反应为Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2
B.充电时OH-向阳极移动
C.放电时每转移3mole-正极有1molK2FeO4被氧化
D.充电时,电源的正极应与电池的Zn(OH)2极相连

分析 充电时,阴极上电极反应式为Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH-,阳极上电极反应式为2Fe(OH)3-6e-+10OH-=2FeO42-+8H2O,放电时,负极上电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,正极上电极反应式为2FeO42-+8H2O+6e-=2Fe(OH)3+10OH-,再结合离子移动方向、转移电子和高铁酸钾之间的关系式解答.

解答 解:A.充电时,阳极上氢氧化铁失电子发生氧化反应,电极反应式为2Fe(OH)3-6e-+10OH-=2FeO42-+8H2O,故A错误;
B.充电时,该装置是电解池,电解质溶液中氢氧根离子向阳极移动,故B正确;
C.放电时,每转移3mol e-正极有1 mol K2Fe04被还原,故C错误;
D.充电时,氢氧化锌得电子发生还原反应,则应该作阴极,应该与原电池负极相连,故D错误;
故选B.

点评 本题考查了原电池和电解池原理,根据元素化合价变化确定电极反应,根据物质间的反应、离子的移动方向来分析解答,难点是电极反应式的书写,难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.高铁酸钠是一种高效多功能水处理剂.工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO33制得Na2FeO4,过滤得到粗产品,再用NaOH溶液溶解,重结晶,用有机溶剂脱碱,低温烘干得到固体样品.反应方程式为:3NaClO+2Fe(NO33+10NaOH═2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
(1)上述制备过程中,用NaOH溶液溶解粗产品而不用水的原因是Na2FeO4 在水溶液中水解后溶液呈碱性,NaOH溶液呈碱性会抑制其水解,有利于减少产品损失.
(2)高铁酸钠电池是一种新型可充电电池,电解质为NaOH溶液,放电时负极材料为Zn,正极产生红褐色沉淀,写出该电池反应方程式3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH.
(3)生产高铁酸钠的原料之一Fe(NO33用黑色粉末Fe(含有Fe3O4)与稀硝酸反应制备.准确称取该黑色粉末13.12g,加入200mL 4mol•L-1 HNO3搅拌,固体完全溶解,共收集到标准状况下2688mL的气体,经分析其中只含有NO,并测得此时溶液中c(H+)=0.4mol•L-1(设反应前后溶液体积不变).通过以上数据,计算该黑色粉末中Fe的质量分数.(写出计算过程,结果保留两位小数)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.某强酸性溶液X,含有Ba2+、Al3+、SiO32-、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO42-、NO3-中的一种或几种离子,取溶液进行连续实验,能实现如下转化:

依据以上信息,回答下列问题:
(1)气体F的电子式为:,沉淀K的化学式为:Al(OH)3,沉淀G的化学式为:Fe(OH)3,实验中,可以观察到反应②的现象是:气体由无色变红棕色.
(2)上述离子中,溶液X中肯定含有的是:SO42-、Al3+、Fe2+、NH4+;不能肯定的是:Fe3+.对不能确定是否存在的离子,可以另取X溶液于一支试管中,选择下列试剂中的一种加入X溶液中,根据现象就可判断,则该试剂是:⑤.(选填:①NaOH溶液,②酚酞试剂,③石蕊试剂,④pH试纸,⑤KSCN溶液,⑥KMnO4溶液)
(3)要使步骤③中,D、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应,则D、H2O、O2物质的量之比是:4:2:1.
(4)写出步骤①所有发生反应的离子方程式Ba2++SO42-=BaSO4↓、3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛,请回答下列问题:
(1)高炉冶铁过程中,甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁,有关反应为:
CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=+260kJ•mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1,则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)△H=-46kJ•mol-1
(2)如图所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜.
①a处应通入CH4(填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式是2H2O+O2+4e-═4OH-
②电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH变小(填写“变大”“变小”或“不变”,下同),装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度不变;
③若将装置I中电解质溶液换成硫酸溶液,则在工作过程中H+ 移向b电极(填“a”或“b”),a处电极上发生的电极反应式为CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+
(3).若将③生成的CO24.48L(换算为标准状况下)通入1L 0.3mol/L的NaOH溶液中,下列关系正确的是BCD
A.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+c(CO32-
B.2c(Na+)=3[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
C.c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+
D.2c(OH-)+c(CO32-)=c(HCO3-)+3c(H2CO3)+2c(H+

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9.有A、B、C、D四种均含有铝元素的化合物,它们之间存在如下的反应关系:
①A+NaOH=D+H2O
②B=A+H2
③C+NaOH(适量)=B+NaCl 
④C+D+H2O=B+NaCl
则A是Al2O3、C是AlCl3 (填化学式)

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19.下列有关叙述正确的是(  )
A.电解饱和食盐水时,阴极的电极反应式为  2Cl--2e-═Cl2
B.放电时,铅蓄电池中硫酸浓度不断减小
C.氢氧燃料电池中,当电路上有1mol 电子通过时,则正极上消耗氧气为5.6L
D.以锌片、铜片、稀硫酸组成原电池,当溶液中通过0.2mol电子时,负极减轻6.5g

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6.以下氧化物既可以与酸反应,又可以与碱反应的是(  )
A.FeOB.Fe2O3C.Al2O3D.Fe3O4

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3.A、B、C、D四种可溶性盐,其阳离子分别是Na+、Ba2+、Cu2+、Ag+中的某一种,阴离子分别是Cl-、SO42-、CO32-、NO3-中的某一种.现做以下实验:①将四种盐各取少量,分别溶于盛有5mL蒸馏水的4支试管中,只有B盐溶液呈蓝色.②分别向4支试管中加入2mL稀盐酸,发现A盐溶液中产生白色沉淀,C盐溶液中有较多气泡产生,而D盐溶液无明显现象.
(1)根据上述实验事实,推断这四种盐的化学式分别为:
AAgNO3;BCuSO4;CNa2CO3;DBaCl2
(2)写出下列反应的离子方程式:
①A+D→:Ag++Cl-=AgCl↓,
②B+D→:CO32-+Ba2+=BaCO3↓,
③C+HCl→气体:CO32-+2H+=CO2↑+H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.红曲素是一种食品着色剂的主要成分,其结构简式如图所示.下列有关红曲素的说法正确的是(  )
A.红曲素含有两种含氧官能团
B.红曲素分子式为C21H25O5
C.红曲素能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.lmol红曲素最多能与2 mol NaOH反应

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