题目内容
【题目】(1)1780年,意大利解剖学家伽伐尼在用银质手术刀触碰放在铁盘上的青蛙时,无意间发现青蛙腿部肌肉抽搐了一下,仿佛受到电流的刺激。伽伐尼认为出现这种现象的原因是动物体内存在“生物电”。结合你所学的知识模拟该过程,下列哪种材质的手术刀触碰铁盘上的青蛙腿不会产生触动_________(填字母)。
a、铝 b、玻璃 c、银 d、铁
(2)1799年,伏打仔细研究了伽伐尼的发现,以含食盐水的湿抹布,夹在银和锌的圆形版中间,堆积成圆柱状,制造出世界上最早的电池-伏打电池。将洁净的金属片A、B、D、E分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如下图所示)。在每次实验时,记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下:
金属 | 电子流动方向 | 电压(V) |
A | A→Cu | +0.78 |
B | Cu→B | -0.15 |
D | D→Cu | +1.35 |
E | E→Cu | +0.30 |
已知:构成两电极的金属其金属活泼性相差越大,电压表的读数越大。请依据表中数据判断:_______金属可能是最强的还原剂;______金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。
(3)1836年,英国科学家丹尼尔对伏打电池进行改进,获得了世界上第一个具有稳定电流的电池,下图是丹尼尔电池的简易装置:
该电池的正极反应是_____________,负极反应 __________。
(4)随着社会的发展和科技的进步,越来越多的电池被制造出来。请选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,使它的正极反应为:Fe3++e-=Fe2+以“”代表反应容器,“”代表导线,“”代表电极,“”代表小灯泡,
在下图方框内画出装置图并指出电极材料和电解质溶液,标出电源的正负极________。
【答案】bdDBCu2++2e-=CuZn-2e-=Zn2+
【解析】
(1)形成原电池的电极材料必须是活泼性不同的金属或导电的非金属,铁电极和铁盘材料相同,玻璃不导电,军不能形成原电池,所以只有铝或银能作电极材料,构成原电池。答案选bd;
(2)A-Cu连接时,电子从A→Cu,所以A的金属性大于铜;
B-Cu连接时,电子从Cu→B,所以铜的金属性大于B;
D-Cu连接时,电子从D→Cu,所以D的金属性大于铜;
E-Cu连接时,电子从E→Cu,所以E的金属性大于铜;
根据题中信息和原电池原理,电子流出的一极是原电池的负极,是相对活泼的金属,所以A、D、E都比Cu活泼,金属活动性差值越大,电压表的示数越大.所以D最活泼,而活泼性比Cu差的是B,即B金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜;
(3)该原电池中,锌易失电子作负极,铜作正极,负极上锌失电子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极上铜离子得电子发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu;
(4)正极反应为Fe3++e-=Fe2+,说明电解质溶液是可溶性的铁盐,负极为能和铁离子反应的金属,正极为不如负极活泼的金属或导电的非金属材料,所以负极可以用铜,正极为碳,装置图为。
【题目】纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:
纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:
方法a | 用炭粉在高温条件下还原CuO |
方法b | 电解法,反应为2Cu + H2OCu2O + H2↑。 |
方法c | 用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2 |
(1)已知:2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s)△H =-169kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)△H =-110.5kJ·mol-1
Cu(s)+O2(g)=CuO(s)△H =-157kJ·mol-1
则方法a发生反应的热化学方程式是_____________________________________。
(2)方法b采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示,该离子交换膜为______离子交换膜(填“阴”或“阳”),该电池的阳极反应式为______________________________________。
(3)方法c为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2,该制法的化学方程式为________________________________________。
(4)在容积为1L的恒容密闭容器中,用以上方法制得的三种纳米级Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g) 2H2(g)+O2(g),ΔH>0。水蒸气的浓度c随时间t的变化如下表所示。
①对比实验的温度:T2_________T1(填“>”、“<”或“=”)
②催化剂催化效率:实验①________实验②(填“>”或“<”)
③在实验③达到平衡状态后,向该容器中通入水蒸气与氢气各0.1mol,则反应再次达到平衡时,容器中氧气的浓度为 ____________________。