【题目】某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。
请回答:
I.用图1所示装置进行第一组实验。
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu做电极的是_________(填字母序号)。
A.铝 | B.石墨 | C.银 | D.铂 |
(2)N极发生反应的电极反应式为____________________。
(3)实验过程中,SO42-_________(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动;
滤纸上能观察到的现象有___________________。
II.用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(4)电解过程中,X极区溶液的pH___________(填“增大” 、“减小”或“不变”)。电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O 和_______________。
(5)若在X极收集到672 mL气体,在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少________g。
【答案】A 2H++ 2e-= H2↑(2H2O + 2e-= H2↑+ 2OH-) 从右向左 滤纸上有红褐色斑点产生 增大 4OH-- 4e-= 2H2O + O2↑ 0.28
【解析】
I(1)若用铝代替铜,铝的活泼性大于锌,铝作负极,石墨、银、铂代替铜,锌依然作负极,不改变原电极反应,答案选A;
(2)左面的装置为原电池,锌为负极,右面的装置为电解池,N极与负极连接,N为阴极,电解反应为2H++ 2e-= H2↑或(2H2O + 2e-= H2↑+ 2OH-);
(3)SO42-移向负极,所以从右向左移动;M极生成亚铁离子,与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被氧化为红褐色的氢氧化铁,所以滤纸上有红褐色斑点产生;
II(4)X极为阴极,电极反应为2H2O + 2e-= H2↑+ 2OH-,X极区溶液的pH增大;两极均有气体产生,所以Y极发生的电极反应还有4OH-- 4e-= 2H2O + O2↑;
(5)X极收集到672 mL氢气,转移电子0.06mol;在Y极收集到168 mL氧气,转移电子0.03mol,根据电子守恒,发生Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O反应转移电子0.03mol,所以消耗铁0.005mol,质量减少0.005mol×56g/mol=0.28g。
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【题目】铝的利用成为人们研究的热点,是新型电池研发中重要的材料。
(1)通过以下反应制备金属铝。
反应1:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)===3AlCl(g)+3CO(g);ΔH1=akJ·mol-1
反应2:Al2O3(s)+3C(s)===2Al(l)+3CO(g);ΔH2=bkJ·mol-1
反应3:3AlCl(g)===2Al(l)+AlCl3(g);ΔH3
①反应3的ΔH3=_______kJ·mol-1。
②950℃时,铝土矿与足量的焦炭和Cl2反应可制得AlCl3。该反应的化学方程式是_______。
(2)在高温条件下进行反应:2Al(l)+AlCl3(g)3AlCl(g)。
①向图1所示的等容积A、B密闭容器中加入足量的Al粉,再分别充入1 mol AlCl3(g),在相同的高温下进行反应。图2表示A容器内的AlCl3(g)体积分数随时间的变化图,在图2中画出B容器内AlCl3(g)体积分数随时间的变化曲线。__________
②1100℃时,向2 L密闭容器中通入3 mol AlCl(g),发生反应:3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g)。已知该温度下AlCl(g)的平衡转化率为80%,则该反应的平衡常数K=________。
③加入3molAlCl(g),在不同压强下发生反应,温度对产率的影响如图3所示。此反应选择温度为900℃的原因是_______________。
(3)用铝制作的快速放电铝离子二次电池的原理如图4所示。
①该电池充电时,阴极的电极反应式为_____。
②AlCl3和NaCl的熔融盐常用于镀铝电解池,电镀时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在电极上相互转化,其他离子不参与电极反应。NaCl的作用是_____。
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【题目】如图是产生和收集气体的实验装置,该装置适合于( )
A.用浓硝酸与Cu反应制取NO2B.用浓盐酸和MnO2反应制取Cl2
C.用H2O2溶液和MnO2反应制取O2D.用NH4Cl和Ca (OH)2反应制取NH3
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【题目】将2.56g铜粉加入100mL0.4mol·L-1的稀HNO3溶液中,加热充分反应后再加入100mL0.2mol·L-1的H2SO4溶液,继续加热,待充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是(忽略溶液体积变化)( )
A.0.15mol·L-1B.0.2mol·L-1C.0.075mol·L-1D.0.45mol·L-1
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【题目】A、B、C、D四种元素,原子序数依次增大,A原子的最外层上有4个电子;B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构,两元素的单质反应,生成一种淡黄色的固体 E,D的L层电子数等于 K、M两个电子层上的电子数之和。
(1)C离子的结构示意图为_______。D在周期表中位置 ______________。
(2)写出 E 的电子式:______________ 。
(3)A、D两元素形成的化合物属 ______________(填“离子”或“共价”)化合物。
(4)写出D的最高价氧化物的水化物和A单质反应的化学方程式:_______ 。
(5)B原子与氢原子形成的粒子中,与NH3具有相同电子数的阴离子为__________(填化学式),该阴离子的电子式为______________ 。
(6)用电子式表示C、D两元素形成化合物的过程_________ 。
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【题目】A、B、C、D、E、F是分属三个短周期的主族元素,且原子序数依次增大。A、D同主族,B的氢化物水溶液呈碱性,C、E同主族,形成的化合物EC2是形成酸雨的主要物质之一。用化学用语回答下列问题:
(1)F在元素周期表中的位置为__。
(2)D2E溶液在空气中长期放置发生反应,生成物之一为H。H与过氧化钠的结构和化学性质相似,其溶液显黄色。H的电子式为___,写出在空气中长期放置生成H的化学反应方程式为:__。
(3)向30mL某浓度由A、B、C、D中三种元素形成一元强碱溶液通入CO2气体后得溶液M,因CO2通入量的不同,溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入0.1mol/L盐酸,产生的气体V(CO2)与加入盐酸的体积V[HCl(aq)]的关系有下列图示两种情况(不计CO2的溶解)。
则曲线Y表明M中的溶质为___;原NaOH溶液的物质的量浓度为__;由曲线X、Y可知,两次实验通入的CO2的体积比为__。
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【题目】燃煤及硫酸工业尾气中的SO2是重要的大气污染物,可以用以下方法处理尾气中的SO2。
方法一:通过活性炭作用回收
(1)配平反应方程式。____C(s)+____SO2(g)_____S2(g)+_____CO2(g)
(2)反应的化学平衡常数表达式为______________________;若在某密闭容器中进行上述反应,为了加快吸收SO2,可采取的措施有_____________________________。
方法二:利用亚硫酸钠溶液进行吸收
(3)把尾气(含二氧化硫)不断通入到饱和亚硫酸钠溶液中,生成亚硫酸氢钠,pH值的变化如图所示,请根据图示,解释pH值变化的原因:_________________________________________。
方法三:利用氯气和干燥的二氧化硫在活性炭催化剂存在下反应制取氯化硫酰:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)+97.3kJ,已知氯化硫酰(SO2Cl2)主要用作氯化剂。它是一种无色液体,熔点-54.1℃,沸点69.1℃。
(4)若反应的容器体积为2L,2分钟内液体质量增加了2.7克,用氯气表示这两分钟内的化学反应速率____。
(5)(以下写出一种措施即可)。若在此条件下,为了提高SO2的转化率,可采取的措施有______________,当___________________________时说明上述反应已达到平衡状态。
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【题目】车辆碰撞瞬间,安全装置通电点火,使其中的粉末分解释放出大量保护气形成安全气囊。经分析确定气囊中粉末含有Na、Al、N、O四种元素,叠氮化钠(NaN3)经碰撞后会分解为Na、N2。
(1)氮原子的最外层电子排布式是______,氧原子核外有______种能量不同的电子,叠氮化钠固体中阴阳离子的个数比为1:1,则该固体中含有的化学键是______(填化学键名称)。
(2)在酸性溶液中,Al的最高价氧化物对应水化物的电离方程式为______。
(3)氮和氧两种元素,非金属性较强的是______,请用一个事实说明其强弱______。
工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶体
(4)①配平并完成Ⅰ中反应的总化学方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目:______NaCl+______H2O______NaClO3+______
②Ⅱ反应过程能析出KClO3晶体而无其它晶体析出的原因是______。
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【题目】现有A、B、C、D、E五种短周期元素,已知A、B、C、D四种元素的核内质子数之和为56,在元素周期表中的位置如图所示,1 mol E的单质可与足量酸反应,能产生33.6L H2(在标准状况下);E的阳离子与A的阴离子核外电子层结构相同。
A | ||
B | C | D |
回答下列问题:
(1)写出元素A名称______,元素B符号________,E原子电子式________
(2)C的简单离子结构示意图为_____________
(3)B单质在A单质中燃烧,反应现象是___________,生成物的化学式为___________
(4)A与E形成的化合物的电子式为__________,它的性质决定了它在物质的分类中应属于____________(酸性氧化物/碱性氧化物/两性氧化物)
(5)向D与E形成的化合物的水溶液中滴入烧碱溶液至过量,此过程中观察到的现象是_________,写出化合物DE与过量烧碱反应的化学反应方程式________。
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