【题目】甲醇(CH3OH)是一种绿色能源。如图所示,某同学设计一个甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜.
根据要求回答相关问题:
(1)写出负极的电极反应式__________________________________.
(2)铁电极为______(填“阳极”或“阴极” ),石墨电极(C)的电极反应式为______________.
(3)若在标准状况下,有2.24L氧气参加反应,丙装置中阴极析出铜的质量为______g。假设乙装置中溶液足量,若在标准状况下有448mL氧气参加反应,则乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将增加_______g.
(4)若将乙装置中两电极位置互换,其他装置不变,此时乙装置中发生的总反应式________________________________
【答案】CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O 阴极 2Cl--2e-=Cl2↑ 12.8 1.76 Fe+2H2O Fe(OH)2 +H2↑
【解析】
(1)燃料电池中通入氧化剂氧气的电极是正极,燃料为负极,写出电极反应式;
(2)铁电极连接原电池负极而作电解池阴极,碳作阳极,电解氯化钠饱和溶液时,阳极上氯离子放电;
(3)根据转移电子守恒进行计算。
(1)燃料电池中通入氧化剂氧气的电极是正极,正极上得电子发生还原反应,负极上燃料失电子和氢氧根离子发生氧化反应生成水,电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O,
正确答案:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O。
(2)铁电极连接原电池负极而作电解池阴极,碳作阳极,电解氯化钠饱和溶液时,阳极上氯离子放电,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,
正确答案:阴极;2Cl--2e-=Cl2↑;
(3)若在标准状况下,有2.24L氧气参加反应,乙装置中铁电极上氢离子放电生成氢气,根据转移电子守恒得:丙装置中阴极上铜离子得电子生成铜单质,析出铜的质量m(Cu)==12.8g;
若在标准状况下有448mL氧气参加反应,转移电子为左侧溶液生成氢气,钠离子过来,差量法进行计算
2Na+~H2~ 2e- △m
46g 2g 2mol 44g
溶液质量增加×0.08mol=1.76g;
正确答案:12.8 1.76。
(3)若将乙装置中两电极位置互换,阳极为铁,铁失电子;阴极氢离子得电子;电极反应式Fe+2H2O Fe(OH)2 +H2↑;
正确答案:Fe+2H2O Fe(OH)2 +H2↑
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【题目】某实验小组同学进行如下实验,以检验化学反应中的能量变化。
(1)实验中发现,反应后①中的温度升高;②中的温度降低.由此判断铝条与盐酸的反应是______热反应, Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应时,需要将固体研细其目的是________________.反应过程______ (填“①”或“②”)的能量变化可用图表示。
(2)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,下列装置能达到实验目的是_________(填序号)。
(3)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图所示(a、b为多孔碳棒)其中____(填A或B)处电极入口通甲烷,其电极反应式为_____________________ 。当消耗标况下甲烷33.6L时,假设能量转化率为90%,则导线中转移电子的物质的量为_________mol。
(4)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置.请回答下列问题:
①当电极c为Al、电极d为Cu、电解质溶液为稀硫酸时,写出该原电池正极的电极反应式为_______________。
②当电极c为Al、电极d为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时,该原电池的正极为_______;该原电池的负极反应式为_____________________________。
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【题目】下列实验中“实验内容”与对应“现象或结论”关系都正确的是
选项 | 实验内容 | 实验现象或结论 |
A | 分别往4 mL 0.1 mol/L 、4 mL 0.2 mol/L KMnO4溶液加入2 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液,记录褪色时间 | 浓度越大,反应速率越快越先褪色 |
B | 25℃时,向pH=1的盐酸和醋酸各0.5L的溶液中各加入1.4g铁粉 | 醋酸中生成H2的速率快且最终气体量多 |
C | 以石墨为电极,电解KI溶液(其中含有少量酚酞) | 阴极逸出气体且附近溶液呈现红色 |
D | 向FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl的溶液平衡体系中加入少量KCl固体 | 血红色变浅,说明增加生成物浓度,平衡逆向移动 |
A. A B. B C. C D. D
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【题目】某元素的一种同位素X的原子质量数为A,含N个中子,它与原子组成HmX分子.在a克HmX中所含质子的物质的量是( )
A. (A-N+m)molB. (A-N)molC. (A-N)molD. (A-N+m)mol
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【题目】开发和利用矿物资源有重要的意义。某厂用无机矿物资源生产部分材料,其产品流程示意图如下,下列有关说法不正确的是( )
A. 制取粗硅时生成的气体产物为CO
B. 生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应
C. 黄铜矿冶炼铜时,产生的SO2可用于生产硫酸,产生的FeO可用作冶炼铁的原料
D. 粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次分馏的方法
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【题目】学生设计的用氨催化氧化法制取少量HNO3溶液的实验装置如图所示:
(1)实验室制备NH3,下列方法中适宜选用的是__(填序号)。
①固态氯化铵与熟石灰混合加热
②固态氯化铵加热分解
③碱石灰中滴加浓氨水
④氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热
(2)装置B中发生反应的化学方程式为__;
(3)装置C的作用是__;装置C中的现象___;为确保装置D中尽可能多地生成HNO3,所通入O2和NH3的体积比应大于___;
(4)装置D中发生的反应化学方程式为___。(请分步写出化学方程式)
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【题目】下列说法正确的是( )
A. 难溶电解质的溶度积越小,溶解度越大 B. 难溶电解质的溶解平衡是一种动态平衡
C. 可以通过沉淀反应使杂质离子完全沉淀 D. 一定浓度的NH4Cl溶液不能溶解Mg(OH)2
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【题目】近几年,节能减排、提高原料利用率来提高经济效益成为人们关注的焦点。某化工厂利用甲烷与氯气反应得到的副产品来制取盐酸实现了变废为宝的梦想,其生产原理可在实验室中模拟如图,请根据要求填空:
(1)B装置有三种功能:①控制气流速度;②均匀混合气体;③__________。
(2)设=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则x值应_________。
(3)在C装置中,经过一段时间的强光照射后,发现硬质玻璃管内壁附着有油珠,生成的油状液滴中的氯仿可作局部麻醉剂,常因保存不慎而被空气氧化,产生剧毒气体——光气,反应化学方程式为2CHCl3+O22COCl2+2HCl,上述反应__________ (填选项符号,下同)。
A.属于取代反应 B.不属于取代反应
为防止事故发生,在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是____________。
A.氢氧化钠溶液 B.硝酸银溶液
C.稀盐酸 D.水
E.湿润的蓝色石蕊试纸 F.湿润的无色酚酞试纸
(4)D装置的石棉中均匀混有KI粉末,其作用是___________。
(5)E装置的作用是____________ (填编号)。
A.收集气体 B.吸收氯气
C.防止倒吸 D.吸收氯化氢
(6)E装置除生成盐酸外,还含有有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为_____________;该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气主要成分为_____ (填编号)。
①CH4 ②CH3Cl ③CH2Cl2 ④CHCl3 ⑤CCl4
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【题目】亚氯酸钠()是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出。
②纯易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
(1)钠元素在周期表的位置___________;的电子式____________
(2)发生器中鼓入空气的作用可能是_____________(选填序号).
a.将氧化成,增强酸性 b.稀释以防止爆炸
c.将氧化成 d.加大容器压强,加快反应速率
(3)吸收塔内发生反应的化学方程式:___________________________;
(4)从滤液中得到,粗晶体的实验操作依次是_________(选填序号)。
a.蒸馏 b.蒸发 c.灼烧 d.过滤 e.冷却结晶
(5)被还原为的转化率与溶液pH的关系如图所示。时,被S2-还原的产物ClO2-、Cl-物质的量的比______;写出时与反应的离子方程式______________________。
Ⅱ.铁和铜及其化合物在人类生产生活中具有重要作用,回答下列问题:
(6)中国古代四大发明之一的司南由天然磁石制成。其主要成分是__________(填字母序号)。
a. b. c. d.
(7)中国古代制造的青铜器久置空气中发生电化学腐蚀生成铜绿,则正极反应式为___________,若利用稀盐酸擦拭铜绿,其离子方程式为___________________。
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