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(1)某课外活动小组同学用图1装置进行实验,试回答下列问题.
①若开始时开关K与a连接,则铁发生电化学腐蚀中的
 
腐蚀;
②若开始时开关K与b连接,则总反应的离子方程式
 

(2)芒硝化学式Na2SO4?10H2O,无色晶体,易溶于水,是一种分布很广泛的硫酸盐矿物.该小组同学设想,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,用如图2所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠,无论从节省能源还是提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念.
①该电解槽的阳极反应式为
 
.此时通过阴离子交换膜的离子数
 
(填“大于”或“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数.
②制得的氢氧化钠溶液从出口(选填“A”、“B”、“C”、“D”)
 
导出.
③若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池,则电池负极的电极反应式为
 
.已知H2的燃烧热为285.8kJ/mol,则该燃料电池工作产生36g H2O时,理论上有
 
kJ的能量转化为电能.
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:(1)①开关K与a连接,为原电池,NaCl溶液为中性,发生吸氧腐蚀;
②K与b连接,为电解池,氯离子、氢离子放电;
(2)①电解时,溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力,阳极上失电子发生氧化反应;根据阴阳离子的移动方向,通过相同电量时,阴阳离子交换的个数判断;
②阴极上氢离子放电,则NaOH在阴极生成;
③氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池,负极上氢气失去电子;结合燃烧热方程式及电池反应计算.
解答: 解:(1)①开关K与a连接,为原电池,NaCl溶液为中性,发生吸氧腐蚀,故答案为:吸氧;
②K与b连接,为电解池,氯离子、氢离子放电,电解的总离子反应为2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2↑,故答案为:2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2↑;
(2)①电解时,阳极上失电子发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力,所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气,阳极电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑;阳极氢氧根离子放电,因此硫酸根离子向阳极移动,阴极氢离子放电,因此钠离子向阴极移动,所以通过相同电量时,通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数,
故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;小于;
②阴极上氢离子放电,则NaOH在阴极生成,由图可知,D在阴极附近,制得的氢氧化钠溶液从D出口导出,故答案为:D;
③氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池,负极上氢气失去电子,负极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,
H2的燃烧热为285.8kJ/mol,则2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol,该燃料电池工作产生36g H2O,n(H2O)=
36g
18g/mol
=2mol,由燃烧的热方程式可知,生成2molH2O放出571.6kJ的热量,即理论上有571.6kJ的能量转化为电能,故答案为:H2-2e-+2OH-=2H2O;571.6.
点评:本题考查了原电池和电解池原理,为高频考点,注意装置的判断及燃料原电池电极反应式和电解反应的书写,把握电解质溶液的酸碱性确定生成的离子或物质,题目难度不大.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

下列反应的离子方程式正确的是(  )
A、用H2O2酸性溶液,将海带灰中的I-转变为I2:H2O2+2I-=I2+2OH-
B、氯化铝溶液中滴加适量的NaF溶液:Al3++3F-+3H2O=Al(OH)3↓+3HF↑
C、向CuSO4溶液中滴加氨水至过量:Cu2++2NH3?H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+
D、水杨酸与足量NaHCO3溶液反应:

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科目:高中化学 来源: 题型:

“环境问题”是当今全球共同关注的焦点,在刚刚闭幕的哥本哈根气候大会上中国发挥了重要的作用.下列对厦门环境造成危害的一组主要污染物是(  )
A、CO2、SO2、O2
B、CO2、N2、O2
C、SO2、NO2、可吸入颗粒物
D、NO2、N2、可吸入颗粒物

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科目:高中化学 来源: 题型:

天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛.
Ⅰ.在制备合成氨原料气H2 中的应用
(1)甲烷蒸汽转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ/mol
CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ/mol
上述反应所得原料气中的CO能使氨合成催化剂中毒,必须除去.工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法.此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是
 

(2)CO变换反应的汽气比(水蒸气与原料气中CO物质的量之比)与CO平衡变换率(已转化的一氧化碳量与变换前一氧化碳量之比)的关系如图1所示:

析图可知:
①相同温度时,CO平衡变换率与汽气比的关系是
 

②汽气比相同时,CO平衡变换率与温度的关系是
 

(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp),则CO变换反应的平衡常数表示式为:Kp=
 
.随温度的降低,该平衡常数
 
(填“增大”“减小”或“不变”).
Ⅱ.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图如图2:
(1)外电路电子流动方向:由
 
流向
 
(填字母).
(2)空气极发生反应的离子方程式是
 

(3)以此燃料电池为电源电解精炼铜,当电路有0.6mol e-转移,有
 
 g 精铜析出.

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科目:高中化学 来源: 题型:

生物质能是一种洁净、可再生能源.生物质气(主要成分为 CO、CO2、H2 等)与H2混合,催化合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及许多烃类物质等,是生物质能利用的方法之一.
(1)已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值(lgK)如下表:
 气化反应式  1gK
 700K  900K  1200K
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)  -2.64 -0.39  1.58
 C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) -1.67 -0.03  1.44
反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),该反应的△H
 
0(选填:“>”、“<”、“=”);在900K时,该反应平衡常数的对数值(lgK)=
 

(2)甲醇是一种重要的能源和化工原料,工业上合成甲醇的反应为:CO+2H2?CH3OH.现已知:H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol.则:CH3OH不完全燃烧生成CO和液态H2O的热化学反应方程式
 

(3)在一定温度、压强和催化条件下,工业上用CO和H2反应生成二甲醚,同时产生一种参与大气循环的无机物.则该反应的化学反应方程式为:
 

(4)下图左为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图.a电极上发生反应的电极反应式为
 

(5)连接下图右装置的电源为(4)问中的二甲醚燃料电池.接通电源一段时间后,观察到装置中电解质溶液颜色由无色变为蓝色,并逐渐加深.则该装置中的Cu电极应与二甲醚燃料电池中
 
 电极(填a或b)相连.通电时发生反应的总的离子反应方程式为:
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

某校高一化学研究性学习小组对日常生活中的氯气用途进行了调查,了解到氯气可广泛地应用于衣物的漂白、水体的杀菌和消毒等.
(1)氯气可以用于漂白、消毒的原因是氯气能与水作用形成具有
 
性(选填“氧化”或“还原”)的次氯酸,相关反应的化学方程式为
 

(2)在对游泳池水中通入氯气的消毒时,当发生氯气泄漏,应立即关闭氯气罐,还应采取下列自救方法
 
.(选填序号)
A.用湿润的毛巾捂住口鼻跑向低处
B.用浸湿小苏打或肥皂水的毛巾捂住口鼻跑向高处
C.用浸湿浓氨水的毛巾捂住口鼻匍匐逃离
D.用浸湿食盐水的毛巾捂住口鼻顺风逃离
(3)工业上常用廉价的石灰乳吸收工业氯气尾气制得漂白粉,漂白粉的有效成分是
 
(填化学式).

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科目:高中化学 来源: 题型:

有下列五种物质:①NaHSO4②NH4Cl ③NaAlO2 ④NH3?H2O ⑤Al(OH)3,请按要求回答:
(1)溶于水,并能抑制水电离的是(用编号回答)
 

(2)溶于水,并能促进水电离的是(用编号回答)
 

(3)NH4Cl的水解离子方程式是:
 

(4)Al(OH)3的电离方程式是:
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

25℃时,在25mL 0.1mol/L的NaOH溶液中,逐滴加入0.2mol/L的CH3COOH溶液,溶液的pH变化如图所示,下列分析的结论中不正确的是(  )
A、B点的横坐标a=12.5
B、C点时溶液中有:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-
C、D点时溶液中有:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2 c(Na+
D、曲线上A、B间的任意一点,溶液中都有:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+

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科目:高中化学 来源: 题型:

某课外实验小组设计的下列实验不合理的是(  )
A、装置①制备并观察氢氧化亚铁
B、装置②证明过氧化钠与水反应放热
C、装置③比较KMnO4、Cl2、I2的氧化性强弱
D、装置④测定盐酸的浓度

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