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8.世界能源消费的90%以上依靠化学技术.

(1)工业制氢的一个重要反应是利用CO还原H2O(g).已知:
C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-394kJ/mol
2C(石墨)+O2(g)=2CO(g)△H2=-222kJ/mol
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O (g)△H3=-242kJ/mol
则CO还原H2O(g)的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol.
(2)氢能被视为最具发展潜力的绿色能源,写出碱式氢氧燃料电池工作时的负极电极反应:H2-2e-+2OH-═2H2O.
(3)一种新型锂离子二次电池--磷酸铁锂(LiFePO4)电池,作为正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如图1,写出该电池充电时阳极电极反应:LiFePO4-xe-═Li(1-x)FePO4+xLi+
(4)LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料,其电解法制备的装置如图2.气体a通入淀粉KI溶液中,发现溶液变蓝,持续一段时间后,蓝色逐渐褪去.则M极为电源的负(填“正”或“负”)极,B极区电解液为LiCl溶液(填化学式),该离子交换膜是阳(填“阳”或“阴”)离子交换膜.解释蓝色褪去的原因气体a(Cl2)将I2氧化成更高价态的碘的化合物.

分析 (1)根据盖斯定律,由已知热化学方乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式,反应热也乘以相应的系数并进行相应的加减,据此计算;
(2)燃料电池的负极上是燃料失电子的氧化反应,根据电解质环境书写电极反应式;
(3)在电解池的阳极上发生失电子的氧化反应,据此回答;
(4)电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液,由图可知,左侧生成氢气,则A中氢离子放电,可知A为阴极,在A中制备LiOH,Li+由A经过阳离子交换膜向B移动;B中为LiCl溶液,氯离子放电生成氯气,据此回答.

解答 解:(1)已知在25℃时:
①2C(石墨)+O2(g)=2CO(g)△H2=-222kJ/mol
②H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H2=-242kJ/mol
③C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H3=-394kJ/mol
由盖斯定律,③-②-①×$\frac{1}{2}$得:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g),故△H=△H3-△H2-△H1=-394kJ/mol-(-242kJ/mol)-(-111kJ/mol)=-41kJ/mol,
故答案为:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41 kJ/mol;
(2)燃料电池的负极上是燃料氢气失电子的氧化反应,根据电解质是碱性环境,所以负极上的电极反应式:H2-2e-+2OH-═2H2O,故答案为:H2-2e-+2OH-═2H2O;
(3)充电时发生氧化反应为阳极,电极反应式为:LiFePO4-xe-═Li(1-x)FePO4+xLi+
,故答案为:LiFePO4-xe-═Li(1-x)FePO4+xLi+
(4)电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液,由图可知,左侧生成氢气,则A中氢离子放电,可知A为阴极,M是负极,在A中制备LiOH,Li+由A经过阳离子交换膜向B移动,离子交换膜是阳离子交换膜;B中为LiCl溶液,氯离子放电生成氯气,Cl2将I2氧化成更高价态的碘的化合物,导致蓝色褪去故答案为:LiCl;阳;气体a(Cl2)将I2氧化成更高价态的碘的化合物.

点评 题考查反应热有关计算,注意利用盖斯定律构造目标热化学方程式,题目侧重于考查学生的计算能力,题目难度中等

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.下列混合物的分离或提纯方法不正确的是(  )
A.用分液漏斗分离溴乙烷和水的混合物
B.用结晶的方法分离氯化钠和硝酸钾的混合物
C.除去含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾,可以加入过量的碳酸钾溶液,过滤后除去沉淀,在滤液中加入适量硝酸调至溶液的pH为7
D.除去乙酸乙酯中的少量乙酸,可以加入乙醇和浓硫酸加热,使乙酸全部转化为乙酸乙酯

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.NH4Al(SO42是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品,工业上常用铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料.实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO43和铵明矾晶体[NH4Al(SO42•12H2O]的工艺流程如图所示;

请回答下列问题:
(1)废渣a、b 的成分分别是SiO2、Fe(OH)3
(2)Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O═HCO3-+Al(OH)3↓.
(3)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为Al2O3+4H2SO4+2NH3═2NH4Al(SO42+3H2O,从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤.
(3)以1 000kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO43,需消耗18.4mol•L-1的硫酸575.4L.
(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝,通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量.若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1:1,则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为3:10.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.下列各组离子在给定条件下,一定能大量共存的是(  )
A.含有大量NO3-的水溶液中:NH4+、Fe2+、SO42-、H+
B.在pH=12的溶液中:ClO-、SO32-、Na+、K+
C.能与铝粉反应生成氢气的溶液中:Na+、Al3+、CH3COOO-、I-
D.澄清透明的溶液中:Cu2+、Fe3+、NO3?、Cl ?

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.下列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现图所示转化的是
编号abcd
Na2ONa2O2NaNaOH
Al2O3NaAlO2AlAl(OH)3
FeCl2FeC13FeCuCl2
NONO2N2HNO3
(  )
A.②③B.③④C.①②③D.①③④

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.下列反应的离子方程式不正确的是(  )
A.溴化亚铁溶液中通入过量氯气.2Fe2++2Br-+2C12═2Fe3++Br2+4C1-
B.草酸和少量烧碱溶液:H2C2O4+OH-═HC2O4-+H2O
C.漂白粉溶液吸收过量的二氧化碳:ClO-十H2O+CO2═HClO+HCO3-
D.向NH4HSO4稀溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至刚好沉淀完全NH4++H++SO42-+Ba2++2OH-═NH3•H2O+BaSO4↓+H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.下表是元素周期表中短周期的一部分,则下列说法正确的是(  )
X
MY
ZN
A.元素Y与元素Z的最高正化合价之和的数值等于13
B.元素Z的含氧酸的酸性比元素N的强
C.离子半径的大小顺序为Z(n+1)->M(n+1)->Yn-
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17.下列关于0.3mol氧气和0.2mol臭氧气(O3)的说法正确的是(  )
A.原子数之比为3:2B.同温同压下密度比是2:3
C.同温同压下质量比是3:2D.标准状况下体积比是2:3

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18.下列有关物质的保存方法中,错误的是(  )
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C.AgBr保存在普通玻璃试剂瓶中D.往液溴中加少量水并密封保存

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