Question

化学反应在工农业生产中有着重要的应用。按要求回答下列问题：

(1)利用化学反应可以制备许多物质。

①实验室用铜制备NO的离子方程式为___________________。

②可用Al和Fe₂O₃制Fe，该反应的化学方程式为___________________。

③海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入氯气，再用热空气吹出生成的溴，然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为Br^－和BrO₃^－。这两步反应的离子方程式分别为__________、___________。

(2)化学反应能为人类生产生活提供能源。

①由反应CH₄ +2O₂CO₂ +2H₂O，可以设计出以NaOH溶液为电解质溶液的燃料电池，该电池工作时负极的电极反应式为：______________。

②2011年山东高考化学中曾提到钠硫高能电池，右图是该电池的结构示意图，该电池的工作温度为320℃左右，电池反应为2Na+xS＝Na₂S_x。该电池负极为________(填化学式)，正极的电极反应式为                 。用该电池作电源进行粗铜精炼时，当得到64g精铜时，理论上该电池负极消耗的质量为_____g。

 

Answer 1

【答案】

(1)①3Cu+8H⁺+2NO₃^－＝3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

②2Al+Fe₂O₃2Fe+Al₂O₃；(缺少条件减1分)

③2Br^－+Cl₂＝2Cl^－+Br₂，3Br₂+3CO₃^2－＝5Br^－+BrO₃^－+3CO₂↑

(2)①CH₄+10OH^－－8e^－＝CO₃^2－+7H₂O；②Na，xS+2e^－＝S_x^2－，46

【解析】

试题分析：(1)①硝酸具有强氧化性，能和金属铜发生氧化还原反应，因此可用于稀硝酸与铜反应制备NO，反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^－＝3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O。

②铝是活泼的金属，可以通过铝热反应冶炼金属，所以可用Al和Fe₂O₃制Fe，该反应的化学方程式为2Al+Fe₂O₃2Fe+Al₂O₃。

③氯气氧化性强于单质溴的，所以氯气能把溴离子氧化生成单质溴，反应的离子方程式为2Br^－+Cl₂＝2Cl^－+Br₂。单质溴溶于水显酸性，能和碳酸钠溶液发生歧化反应生成NaBr、NaBrO₃和水，反应的离子方程式为3Br₂+3CO₃^2－＝5Br^－+BrO₃^－+3CO₂↑。

（2）①原电池中负极失去电子，发生氧化反应。正极得到电子发生还原反应，则根据反应CH₄ +2O₂CO₂ +2H₂O可知，还原剂是甲烷，氧气是氧化剂，所以如果设计成原电池，则氧气在正极通入，甲烷在负极通入。由于电解质溶液是氢氧化钠溶液，所以负极电极反应式为CH₄+10OH^－－8e^－＝CO₃^2－+7H₂O。

②原电池中负极失去电子，发生氧化反应。正极得到电子发生还原反应，则根据电池反应为2Na+xS＝Na₂S_x可知，钠是还原剂，所以该电池负极为Na。正极是S得到电子，则正极电极反应式为xS+2e^－＝S_x^2－。64g铜的物质的量＝64g÷64g/mol＝1mol，根据电极反应式Cu^2＋＋2e^－＝Cu可知，转移2mol电子，所以根据电子守恒可知，负极消耗金属钠的物质的量是2mol，质量＝2mol×23g/mol＝46g。

考点：考查物质的性质、方程式的书写；电化学原理的有关判断、应用与计算