精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
11.能源、资源问题是当前人类社会面临的一项重大课题.
(1)直接利用物质燃烧提供热能在当今社会仍然占很大比重,但存在利用率低的问题.CH4、H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,甲烷燃烧的化学方程式为:CH4+2O2 $\stackrel{点燃}{→}$CO2+2H2O.
(2)燃料电池将能量转化效率比直接燃烧效率高,如图1为某种燃料电池的工作原理示意图,a、b均为
惰性电极.

①使用时,空气从B口通入(填“A”或“B”);
②假设使用的“燃料”是甲醇,a极的电极反应式为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O.
(3)钢铁的腐蚀现象非常普遍,电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因,某同学按图2进行钢铁腐蚀的模拟,则正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,当导线中有3.01×1023个电子流过,被腐蚀的铁元素为14g.
[提示:电化学的总反应式为2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2]
(4)海水化学资源的开发利用具有重要的意义和作用,图是海带中提取碘的示意图:

①中操作的名称是溶解、过滤;反应②的离子方程式是H2O2+2I-+2H+=2H2O+I2,下述物质中不可做试剂③的是AC.
A.乙醇          B.苯          C.乙酸          D.四氯化碳.

分析 (1)甲烷燃烧生成二氧化碳和水,据此书写化学方程式;
(2)①由电子转移方向可知a为负极,发生氧化反应,应通入燃料,b为正极,发生还原反应,应通入空气;
②燃料在负极失电子发生氧化反应,碱性条件下生成碳酸盐和水,结合电子守恒和电荷守恒、原子守恒配平书写电极反应;
(3)钢铁腐蚀,在电解质溶液为中性溶液水膜时发生的是吸氧腐蚀,铁做负极失电子发生氧化反应,杂质碳做正极,溶液中氧气得到电子发生还原反应,结合电子守恒计算;
(4)分离不溶性固体和溶液的方法是溶解、过滤,碘离子和双氧水发生氧化还原反应生成碘单质和水,根据萃取剂的选取标准判断.

解答 解:(1)甲烷燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:CH4+2O2 $\stackrel{点燃}{→}$CO2+2H2O,
故答案为:CH4+2O2 $\stackrel{点燃}{→}$CO2+2H2O;
(2)①由电子转移方向可知a为负极,发生氧化反应,应通入燃料,b为正极,发生还原反应,应通入空气,
故答案为:B;
②假设使用的“燃料”是甲醇,a极为负极,发生的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,b为正极,发生还原反应,电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-
故答案为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
(3)钢铁腐蚀,在电解质溶液为中性溶液水膜时发生的是吸氧腐蚀,铁做负极失电子发生氧化反应,电极反应为:Fe-2e-=Fe2+,杂质碳做正极,溶液中氧气得到电子发生还原反应,电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,电化学的总反应式为2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,当导线中有3.01×1023个电子流过,电子物质的量=$\frac{3.01×1{0}^{23}}{6.02×1{0}^{23}}$=0.5mol,被腐蚀的铁元素为0.25mol,质量=0.25mol×56g/mol=14g,
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;  14;
(4)分离不溶性固体和溶液的方法是溶解、过滤,碘离子和双氧水发生氧化还原反应生成碘单质和水,离子方程式为:H2O2+2I-+2H+=2H2O+I2,萃取剂的选取标准为:溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,两种溶剂不能互溶,萃取剂和溶质不反应,乙醇和乙酸能与水互溶,所以不能作萃取剂,苯和四氯化碳符合萃取剂的选取标准,所以可以作萃取剂,故选AC,
故答案为:溶解、过滤,H2O2+2I-+2H+=2H2O+I2,AC.

点评 本题考查较综合,涉及原电池原理、电极反应书写方法、钢铁腐蚀、物质分离、萃取剂的选取等知识点,题目难度不大,注意萃取剂的选取方法,为常考查点.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.下列说法正确的是(  )
A.室温下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>l一氯丁烷
B.做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体
C.用Na2CO3溶液不能区分CH3COOH 和CH3COOCH2CH3
D.油脂在酸性或碱性条件下均能发生水解反应,且产物相同

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.下列各组离子能在指定溶液中大量共存的是(  )
①无色溶液中:K+、Cl-、NH4+、AlO2-、SO42-
②常温下,pH=14的溶液中:CO32-、Na+、S2-、[AI(OH)4]-
③室温下水电离的c(H+)=10-13mol/L的溶液:K+、HCO3-、Br-、Ba2+
④加入Mg能放出H2的溶液中:NH4+、Cl-、Na+、SO42-
⑤使甲基橙变红的溶液中:MnO4-、NO3-、Na+、Fe3+
⑥室温下$\frac{c({H}^{+})}{c(O{H}^{-})}$=1012的溶液中:Fe2+、Al3+、NO3-、I-
A.①③⑥B.①②⑤C.②④⑤D.①③④

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列叙述正确的是(  )
A.有单质参加或单质生成的化学反应一定是氧化还原反应
B.金属阳离子只有氧化性
C.SO2具有较强还原性,浓H2SO4有很强的氧化性,不能用浓H2SO4干燥SO2
D.1molFe溶于过量硝酸,转移3mol电子

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.一定条件下,容积为1L的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),下列各项中不能说明该反应已达化学平衡状态的是(  )
A.消耗2 mol SO2的同时生成1 mol O2
B.容器内气体总物质的量不再变化
C.反应平衡常数保持不变
D.SO3的气体体积分数不再变化

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.(1)写出基态镍原子的价电子排布图 .
(2)丙酮(      )分子中2号碳原子的杂化方式为sp2杂化;与CS2互为等电子体的离子是SCN-(写一种).
(3)含0.1mol[Cr(H2O)5Cl]Cl2•H2O的水溶液与足量硝酸银溶液反应生成0.2mol AgC1沉淀.H2O分子的键角比H2S分子的键角大,原因是氧的原子半径比硫小,电负性比硫大,水分子中成键电子对更靠近中心原子,相互排斥作用大,键角大.
(4)由铜与氯形成的一种化合物的晶胞结构如图所示(黑点代表铜原子).
①该晶体的化学式为CuCl.
②将晶胞内的4个黑点相互连接所形成的立体构型是正四面体形.
③晶体中与一个氯原子距离最近的氯原子有12个.
④已知该晶体的密度为ρg•cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体中铜原子和氯原子之间的最短距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{4×99.5}{{N}_{A}×ρ}}×1{0}^{10}$pm(列出计算式即可).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.某小组为研究电化学原理,设计如图装置,下列叙述不正确的是(  )
A.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-═Cu
B.a和b不连接时,铁片上会有红色铜析出
C.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动
D.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.铍及其化合物的应用正日益被重视.
(1)最重要的含铍矿物是绿柱石,含2%铬(Cr)的绿柱石即为祖母绿.基态Cr原子价电子的电子排布图为
(2)铍与相邻主族的铝元素性质相似.下列有关铍和铝的叙述正确的有B、D(填标号).
A.都属于p区主族元素                B.电负性都比镁大
C.第一电离能都比镁大               D.氯化物的水溶液pH均小于7
(3)氯化铍在气态时存在BeC12分子(a)和二聚分子(BeCl22(b),固态时则具有如图1所示的链状结构(c).

①a属于非极性(填“极性”或“非极性”)分子.
②b中Be原子的杂化方式相同,且所有原子都在同一平面上.b 的结构式为(标出配位键).
③c中Be原子的杂化方式为sp3
④氯化铍晶体中存在的作用力有A、B、C(填标号).
A.范德华力         B.σ键       C.极性键       D.非极性键        E.离子键
(4)BeO立方晶胞如图2所示.
①BeO晶体中,O2-的配位数为4.
②若BeO晶体的密度为dg/cm3,则晶胞参数a=$\root{3}{\frac{1}{6.02d}}$nm (列出计算式即可).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.铅蓄电池是最常见的二次(可充型)电池,它的两极分别是覆盖Pb和PbO2的惰性极板,电解质是一定浓度的硫酸溶液.电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2SO42-  $?_{充电}^{放电}$ 2PbSO4+2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):
(1)该电池放电时:正极的电极反应式是PbO2+2e-+4H++2SO42-═PbSO4+2H2O;电解质溶液中H2SO4的浓度将变小(填“变大”、“变小”或“不变”);当外电路通过1mol电子时,理论上负极极板的质量增加48 g.
(2)在完全放电耗尽A极上PbO2和B极上Pb后,若按图1连接,电解一段时间后,则在A电极上生成Pb、B电极上生成PbO2.若将外电源再换成一个小灯泡,小灯泡发光,此时铅蓄电池的负极是A(选填“A”或“B”).
(3)某兴趣小组设计如下微型实验装置图2.

据此回答下列问题:
①当断开K1,闭合K2时,电流表指针发生偏转,则电流从石墨极流向铜极(选填“石墨”或“铜”),石墨电极上的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
②当断开K2,闭合K1时,两极均有气泡产生,则石墨电极上的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑.反应一段时间后铜电极附近溶液显红色.
(4)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置.某微生物燃料电池的工作原理如图3所示:
①HS-在硫氧化菌作用下转化为SO42-的反应式是HS-+4H2O-8e-=SO42-+9H+
②b极是燃料电池的正极(选填填“正”或“负”),其电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O.

查看答案和解析>>

同步练习册答案