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5.认真观察下列装置,回答下列问题:

(1)装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为PbO2+2e-+4H++SO42-═PbSO4+2H2O.
(2)装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cu2++H2↑,装置D中总反应的化学方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑,A、D两装置各电极析出物质的物质的量之比为(从左至右)1:1:1.
(3)若装置E中的目的是在Cu材料上镀银,则极板N的材料为Ag;若装置E的目的是验证金属的电化学防腐,则极板N的材料为惰性电极(或石墨等不溶性惰性材料);若装置E的目的是用惰性电极电解AgNO3溶液,则装置E中总反应的离子方程式为4Ag++2H2O═4Ag+O2↑+4H+
(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4g时,装置D中产生的气体体积为3.92L(标况下).

分析 (1)B和C装置形成原电池,铅作负极,二氧化铅作正极,正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅;
(2)A连接电源,则A是电解池,左边Pt作阴极,右边Cu作阳极,阳极上Cu放电,阴极上氢离子放电;装置D中电池反应式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑,A、D两装置各电极析出物质的物质分别为氢气、氢气和氯气;
(3)电镀时,镀层作阳极,镀件作阴极,电解质溶液中阳离子和镀层金属相同;若装置E的目的是验证金属的电化学防腐,阳极用惰性电极;阳极上是氢氧根离子失电子,阴极上是银离子得电子,电解总反应离子方程式为:4Ag++2H2O═4Ag+O2↑+4H+
(4)根据转移电子守恒计算生成气体的体积.

解答 解:(1)B和C装置形成原电池,铅作负极,二氧化铅作正极,原电池放电时,正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅,发生还原反应,电极反应式为:PbO2+2e-+4H++SO42-═PbSO4+2H2O,
故答案为:PbO2+2e-+4H++SO42-═PbSO4+2H2O;
(2)A连接电源,则A是电解池,左边Pt作阴极,右边Cu作阳极,阳极上Cu放电,阴极上氢离子放电,装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cu2++H2↑,装置D中电池反应式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑,A、D两装置各电极析出物质分别为氢气、氢气和氯气,由得失电子守恒可知,物质的量之比为1:1:1,
故答案为:Cu+2H+$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cu2++H2↑;2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑;1:1:1;
(3)镀时,镀层作阳极,镀件作阴极,电解质溶液中阳离子和镀层金属相同,若装置D的目的是在某镀件上镀银,则X为硝酸银溶液,N作阳极,应该是银,若装置E的目的是验证金属的电化学防腐,则极板N的材料为惰性电极(或石墨等不溶性惰性材料),被保护的金属连接电源阴极,阳极上是氢氧根离子失电子,阴极上是银离子得电子,电解总反应离子方程式为:4Ag++2H2O═4Ag+O2↑+4H+
故答案为:Ag;惰性电极(或石墨等不溶性惰性材料);4Ag++2H2O═4Ag+O2↑+4H+
(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4g时,n(Cu)=0.1mol,则转移0.2mol电子,装置D中n(NaCl)=0.1mol,
阳极首先发生2Cl-2e-=Cl2↑、其次发生4OH-4e-=2H2O+O2↑,则阳极首先生成0.05molCl2,其次生成0.025molO2
阴极只发生2H++2e-=H2↑,生成0.1molH2,则总共生成0.175mol气体,体积为0.175mol×22.4L/mol=3.92L,
故答案为:3.92.

点评 本题考查了原电池和电解池原理,为高频考点,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,明确离子放电顺序是解本题关键,难点是电极反应式的书写,难度中等.

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13.某课外化学兴趣小组在实验室制备氨气,并进行有关氨气的性质探究.

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①应该选用的仪器及装置有(填字母)G、D、E、C.
 ②生石灰与氯化铵反应生成氨气的化学方程式为CaO+2NH4Cl $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+H2O.
(2)该小组同学设计如图2所示装置探究氨气的还原性.
①氨催化氧化的化学方程式为4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$ 4NO+6H2O.该反应所用的催化剂一般选用三氧化二铬(填写化合物名称).
②若实验时通入氨气的速率过快,在烧瓶中会出现白烟,该物质的化学式可能为NH4NO3
(3)该小组同学以氨气和二氧化碳为原料拟制备碳酸氢铵.
①甲同学先将二氧化碳通入水中,充分溶解后,再通入氨气;乙同学先将氨气通入水中,充分溶解后,再通入二氧化碳.选择合适的方案并说明原因.乙同学方案比较合理,因为因二氧化碳在水中溶解度较小,先通入二氧化碳,再通入氨气,生成的产物量少,且易生成碳酸铵;氨气在水中溶解度很大,先通入氨气,再通入CO2,生成的产物量多,且易生成碳酸氢铵.
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B.待浊液澄清后,继续滴加BaCl2溶液,若无沉淀产生则说明BaCl2已过量
C.待浊液澄清后,继续滴加稀H2SO4,若沉淀产生则说明BaCl2已过量
(3)根据操作流程中的数据计算Na2SO3的质量分数$\frac{126b}{217a}$×100%.
(4)该同学认真分析,上述实验操作均正确,但发现实验结果与预期相差较大,请你推测可能的原因Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化.

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