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3.如图两个装置,工作时转移的电子数相等,反应完成后往①中加入19.6gCu(OH)2固体,溶液恰好能恢复到电解前的浓度和体积.若忽略溶液体积的变化,则:
(1)①中共收集到的气体体积8.96(标况下) L
(2)①中阴极质量增加12.8g,②中负极质量减小26g
(3)反应①中溶液(电解前溶液pH=5)体积为1L且保持不变(lg2=0.3,lg3=0.477),则电解后溶液PH为0.4.
(4)如果用CH2O(甲醛)、O2、KOH溶液组成的燃料电池来为①装置提供电池,该电池的负极反应式为HCHO-4e-+6OH-=CO32-+4H2O,则电解过程中消耗CH2O的分子数为0.2NA(或1.204×1023)..

分析 ①中加入19.6gCu(OH)2固体,n(Cu(OH)2)=$\frac{19.6g}{98g/mol}$=0.2mol,Cu(OH)2从组成上可看成CuO•H2O,加入0.2mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓2H2↑+O2↑ 可知电解过程中共转移电子为0.8mol;②为原电池装置,Zn为负极,发生Zn-2e-=Zn2+,Cu为正极,发生2H++2e-=H2↑,以此解答该题.

解答 解:①中加入19.6gCu(OH)2固体,n(Cu(OH)2)=$\frac{19.6g}{98g/mol}$=0.2mol,Cu(OH)2从组成上可看成CuO•H2O,加入0.2mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH,即电解生成了0.2 mol H2SO4,并消耗0.2mol H2O,由电解的总反应式为:2H2O+2CuSO4$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑ 可知电解过程中共转移电子为0.8mol,
(1)由2H2O+2CuSO4$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4 可知,电解生成0.2 mol H2SO4,同时生成0.1molO2,电解0.2mol H2O,生成0.3mol气体,则体积为(0.1+0.3)mol×22.4L/mol=8.96L,故答案为:8.96;
(2)①由2H2O+2CuSO4$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4 可知生成0.2molCu,则阴极质量增加0.2mol×64g/mool=12.8g,故答案为:12.8;
②两个装置,工作时转移的电子数相等,即转移0.8mol电子,则消耗0.4molZn,质量为0.4mol×65g/mol=26g,故答案为:26;
(3)①中电解生成了0.2 mol H2SO4,则c(H+)=0.4mol/L,pH=-lg0.4=-2×0.3+1=0.4,故答案为:0.4;
(4)甲醛被氧化生成碳酸根离子,电极方程式为HCHO-4e-+6OH-=CO32-+4H2O,因转移0.8mol电子,则消耗0.2mol甲醛,分子数为0.2NA(或1.204×1023),故答案为:HCHO-4e-+6OH-=CO32-+4H2O;0.2NA(或1.204×1023).

点评 本题是拼合型题目,涉及原电池、电解池等,题目综合性较大,难度较大,①中电子转移数目计算为易错点、难点,注意把握电极方程式的书写,为解答该题的关键,要求学生具有分析和解决问题的能力.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

12.取m g AgNO3固体粉末充分加热,得到a L气体和b g固体,将气体用足量的水吸收,剩余气体的体积为c L(气体体积均为同温同压下测定),下列结论一定正确的是(  )
A.aL气体的平均相对分子质数为41.3
B.aL气体被水吸收时转移电子的物质的量为($\frac{2m}{170}-\frac{b}{108}$)mol
C.cL剩余气体是O2,且c=$\frac{a}{4}$
D.将mgAgNO3溶于水,再加足量的盐酸,$\frac{b}{108}$×143.5g可生成沉淀

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.用标准浓度的盐酸来滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作会引起测定结果偏低的是(  )
A.酸碱中和滴定时,用待测液润洗锥形瓶
B.酸碱中和滴定时,用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液
C.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作正确
D.酸式滴定管尖嘴部分开始实验时有气泡,滴定后无气泡

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用,湿法浸出软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰的实验过程如下:

(1)浸出:浸出时温度控制在90℃~95℃之间,并且要连续搅拌3小时的目的是提高软锰矿中锰的浸出率,植物粉的作用是作还原剂.
(2)除杂:①向浸出液中加入一定量的碳酸锰矿,调节浸出液的pH为3.5~5.5;②再加入一定量的软锰矿和双氧水,过滤;③…
操作①中使用碳酸锰调pH的优点是增加MnCO3的产量(或不引入新的杂质等);操作②中加入双氧水不仅能将Fe2+氧化为Fe3+,而且能提高软锰矿的浸出率.写出双氧水提高软锰矿浸出率的离子方程式MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑.
(3)制备:在30℃~35℃下,将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中,控制反应液的最终pH在6.5~7.0,得到MnCO3沉淀.温度控制35℃以下的原因是减少碳酸氢铵的分解,提高原料利用率;该反应的化学方程式为MnSO4+2NH4HCO3$\frac{\underline{\;30-35℃\;}}{\;}$ MnCO3+(NH42SO4+CO2↑+H2O;生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是取最后一次的洗涤滤液1~2mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净.
(4)计算:室温下,Ksp(MnCO3)=1.8×10-11,Ksp(MgCO3)=2.6×10-5,已知离子浓度小于1.0×10-5mol•L-1时,表示该离子沉淀完全.若净化液中的c(Mg2+)=10-2mol/L,试计算说明Mg2+的存在是否会影响MnCO3的纯度.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.在2NO2?N2O4的可逆反应中,下列状态属于平衡状态的是(  )
A.υ≠0时的状态B.NO2全部转变成N2O4的状态
C.c(NO2)=c(N2O4)的状态D.体系的颜色发生变化的状态

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.有机物A、B、C、D、E、F均只含C、H、O三种元素,在一定条件下有以下转化关系:
有以下信息可供参考:
①A分子中共有24个原子,其蒸气密度是相同状况下氢气密度的95倍.
②B分子中含有苯环,苯环上有两个取代基;在加热条件下可与新制氢氧化铜悬浊液反应;与FeCl3溶液相遇不显紫色.
③A、B相对分子质量之差等于54.
根据你的推导,回答下列问题:
(1)A的分子式C11H10O3;C的摩尔质量72g/mol;E中官能团的名称碳碳双键、羟基.
(2)反应①的类型是取代反应;反应②的类型是氧化反应.
(3)D+Cu(OH)2反应的化学方程式CH2=CHCHO+2Cu(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH2=CHCOOH+2Cu2O↓+2H2O;反应④的化学方程式
(4)写出符合下列要求的B的同分异构体(不包括B本身)
①苯环上的一溴代物只有两种结构;
②可发生银镜反应;
③可与NaOH溶液反应.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.下列叙述正确的是(  )
A.原子半径:Al>Mg>Na>HB.热稳定性:NH3>PH3>H2S>HCl
C.元素非金属性:F>O>N>CD.酸性:HClO4>H2SiO3>H3PO4>H2CO3

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.下列有关能量转化的认识正确的是(  )
A.通过植物的光合作用,太阳能转化为热能
B.使用电炉加热食物,将电能转化为化学能
C.生物体内化学变化的过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效
D.燃料燃烧,只是将化学能转化为热能

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表(  )
元素代号XYZMNP
原子半径/nm0.1860.1430.0750.0740.1520.099
元素的主要化合价+1+3+5、-3-2+1+7、-1
下列叙述错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值)
A.X、N元素的金属性:X>N
B.Y、M元素形成的离子化合物是工业冶炼Y的原料
C.X单质在M单质中燃烧生成的化合物39g中共含有0.5NA个阴离子
D.表中Z元素的最高价氧化物的水化物的分子式可表示为H3ZO4

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