题目内容

 如图装置实验a为铁电极，b、c、d为石墨电极，A、B两烧杯分别盛放200g10%NaOH和足量3 LCuSO4溶液。通电一段时间后，c极上有Cu析出， 请回答下列问题：

 

 

 

 

（1）电源P极为　　极； b电极和c电极上发生的电极反应式：       ；         

（2）B烧杯中电解反应的离子方程式             ；若测得A杯中溶液的质量减少2.7g（不考虑水的蒸发、烧杯内溶液体积的变化）。电解后a电极上产生的气体的体积      （标准状况），B烧杯中溶液的pH         。

（3）若装置中用铅蓄电池作电源，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：

负极：Pb＋SO42－＝PbSO4＋2e－     正极：PbO2＋4H＋＋SO42-＋2e－=PbSO4＋2H2O

假设在a极制得气体0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是　      　。

 

 

（1）负极； b极4OH——4e—==O2↑+2H2O↑；c极：Cu2++2e—== Cu

              通电

（2）2Cu2++2H2O == 2 Cu+ O2↑+4H+   ； 3.36  ； 1（3）0.1mol

 

练习册系列答案
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（2012?河西区一模）碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，此方面的科学研究为当今提倡的“低碳生活方式”提供依据．请按要求回答下列问题：
（1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活．
已知：①2CH4 （g）+3O2 （g）=2CO （g）△H1=-1214kJ/mol②2CO （g）+O2 （g）=2CO2 （g）△H2=-566kJ/mol写出甲烷燃烧热的热化学方程式：
CH4 （g）+2O2 （g）=CO2 （g）+2H2O （l）△H=-890kJ/mol
CH4 （g）+2O2 （g）=CO2 （g）+2H2O （l）△H=-890kJ/mol
．
（2）甲烷燃料电池已得到广泛使用．若在酸性介质中，该电池工作时负极电极反应式为
CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
．某同学利用此甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe（OH）2的实验装置如右图所示．通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色．
①b端所用电极材料为
铁
铁
．
②写出一种适合该装置的电解质溶液的名称：
NaCl溶液
NaCl溶液

③写出该装置工作时的总反应：
Fe+2H2O
 通电 
.
 
Fe（OH）2+H2↑
Fe+2H2O
 通电 
.
 
Fe（OH）2+H2↑
．

（3）焦炭可以用于制取新型陶瓷材料氮化硅（Si3N4）．在1300～1700℃的氮气流中SiO2与焦炭发生如下反应：3SiO2 （s）+6C （s）+2N2 （g）?Si3N4 （s）+6CO （g）
已知在容积不变的密闭容器中进行该反应，每转移1mol eˉ放出132.6kJ的热量．下列说法正确的是
AB
AB
．
A．该反应的△H=-1591.2kJ/mol
B．当焦炭质量不再改变时，该反应到达平衡
C．加入更多的SiO2、充入N2，平衡均不移动
D．温度控制在1300～17000℃是为了提高反应速率，有利于平衡正向移动
（4）某温度下，在2L的密闭容器中，测得该反应中N2和CO各个时刻的物质的量如下表所示．请计算：0～20min内平均v（N2）=
3.70×102 mol/（L?min）
3.70×102 mol/（L?min）
；该温度下，反应的平衡常数的值K=
81.0
81.0
．
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
N2 8.00 7.40 7.00 6.72 6.52 6.36 6.20 6.00 6.00 6.00
CO 0.00 1.80 3.00 3.84 4.22 4.92 5.40

（13分）

[探究一]为测定钛铁矿（含FeTiO3，钛酸亚铁）中可提取氧的质量分数，某研究性学习小组设计了以下两套实验装置：（注：可提取氧指的是可被H2、C转化为H2O、CO2的氧原子）

（1）已知FeTiO3被H2还原后，生成Fe、TiO2和水，学生甲设想用图－1装置（A为电加热装置）从钛铁矿中提取氧。请写出FeTiO3在加热时被H2还原的化学方程式：

___________________________________________________________________

（2）已知FeTiO3被C还原后生成Fe、TiO2和CO2，学生乙设想用图－2装置（A为电加热装置）从钛铁矿中提取氧，并且认为该方案的意义在于：反应产生的CO2可通过绿色植物的光合作用转化为营养物质，同时产生氧气：

6CO2+6H2OC6H12O6（葡萄糖）+6O2。

实验过程中，称得反应前装置A中钛铁矿的质量为ag，炭粉的质量为bg，反应后装置B中产生CaCO3的质量为cg，则钛铁矿中可提取氧的质量分数的表达式为             。

（3）经专家评审后，认定两个方案都很有意义，但实验设计方面还存在不足之处，例如图－2装置在加热时，生成的CO2不可能全部被澄清石灰水吸收，同时钛铁矿和炭粉在加热时还会产生CO，给实验带来误差。

①请对学生乙的设想提出改进措施：改用图－1装置加热钛铁矿和炭粉，并在U型管B之前增加盛有       __________的燃烧管，在B之后增加                             。

②改进后，实验自始至终需持续向装置A中通入N2的目的是                        。

[探究二]纳米TiO2作为一种光催化剂越来越受到人们的关注，现正广泛开发运用。

（4）某科研小组在不同的载体（钛片、铝片、陶瓷）表面制备二氧化钛薄膜，来考察不同载体TiO2薄膜光催化使甲基橙脱色，每次光照20min取一次样，实验结果如图所示，下列说法正确的是          。（双选）

（a）不同载体，无论何种温度一定是钛片最好

（b）约在520℃时，钛片载体的光催化活性最好

（c）无论何种载体，催化活性总是随温度的升高而升高

（d）不同负载TiO2薄膜的光催化活性不同

 

（13分）
[探究一]为测定钛铁矿（含FeTiO3，钛酸亚铁）中可提取氧的质量分数，某研究性学习小组设计了以下两套实验装置：（注：可提取氧指的是可被H2、C转化为H2O、CO2的氧原子）

（1）已知FeTiO3被H2还原后，生成Fe、TiO2和水，学生甲设想用图－1装置（A为电加热装置）从钛铁矿中提取氧。请写出FeTiO3在加热时被H2还原的化学方程式：
___________________________________________________________________
（2）已知FeTiO3被C还原后生成Fe、TiO2和CO2，学生乙设想用图－2装置（A为电加热装置）从钛铁矿中提取氧，并且认为该方案的意义在于：反应产生的CO2可通过绿色植物的光合作用转化为营养物质，同时产生氧气：
6CO2+6H2O C6H12O6（葡萄糖）+6O2。
实验过程中，称得反应前装置A中钛铁矿的质量为ag，炭粉的质量为bg，反应后装置B中产生CaCO3的质量为cg，则钛铁矿中可提取氧的质量分数的表达式为             。
（3）经专家评审后，认定两个方案都很有意义，但实验设计方面还存在不足之处，例如图－2装置在加热时，生成的CO2不可能全部被澄清石灰水吸收，同时钛铁矿和炭粉在加热时还会产生CO，给实验带来误差。
①请对学生乙的设想提出改进措施：改用图－1装置加热钛铁矿和炭粉，并在U型管B之前增加盛有       __________的燃烧管，在B之后增加                             。
②改进后，实验自始至终需持续向装置A中通入N2的目的是                        。
[探究二]纳米TiO2作为一种光催化剂越来越受到人们的关注，现正广泛开发运用。
（4）某科研小组在不同的载体（钛片、铝片、陶瓷）表面制备二氧化钛薄膜，来考察不同载体TiO2薄膜光催化使甲基橙脱色，每次光照20min取一次样，实验结果如图所示，下列说法正确的是          。（双选）

（a）不同载体，无论何种温度一定是钛片最好
（b）约在520℃时，钛片载体的光催化活性最好
（c）无论何种载体，催化活性总是随温度的升高而升高
（d）不同负载TiO2薄膜的光催化活性不同

（13分）

[探究一]为测定钛铁矿（含FeTiO3，钛酸亚铁）中可提取氧的质量分数，某研究性学习小组设计了以下两套实验装置：（注：可提取氧指的是可被H2、C转化为H2O、CO2的氧原子）

（1）已知FeTiO3被H2还原后，生成Fe、TiO2和水，学生甲设想用图－1装置（A为电加热装置）从钛铁矿中提取氧。请写出FeTiO3在加热时被H2还原的化学方程式：

___________________________________________________________________

（2）已知FeTiO3被C还原后生成Fe、TiO2和CO2，学生乙设想用图－2装置（A为电加热装置）从钛铁矿中提取氧，并且认为该方案的意义在于：反应产生的CO2可通过绿色植物的光合作用转化为营养物质，同时产生氧气：

6CO2+6H2O C6H12O6（葡萄糖）+6O2。

实验过程中，称得反应前装置A中钛铁矿的质量为ag，炭粉的质量为bg，反应后装置B中产生CaCO3的质量为cg，则钛铁矿中可提取氧的质量分数的表达式为              。

（3）经专家评审后，认定两个方案都很有意义，但实验设计方面还存在不足之处，例如图－2装置在加热时，生成的CO2不可能全部被澄清石灰水吸收，同时钛铁矿和炭粉在加热时还会产生CO，给实验带来误差。

①请对学生乙的设想提出改进措施：改用图－1装置加热钛铁矿和炭粉，并在U型管B之前增加盛有       __________的燃烧管，在B之后增加                              。

②改进后，实验自始至终需持续向装置A中通入N2的目的是                         。

[探究二]纳米TiO2作为一种光催化剂越来越受到人们的关注，现正广泛开发运用。

（4）某科研小组在不同的载体（钛片、铝片、陶瓷）表面制备二氧化钛薄膜，来考察不同载体TiO2薄膜光催化使甲基橙脱色，每次光照20min取一次样，实验结果如图所示，下列说法正确的是           。（双选）

（a）不同载体，无论何种温度一定是钛片最好

（b）约在520℃时，钛片载体的光催化活性最好

（c）无论何种载体，催化活性总是随温度的升高而升高

（d）不同负载TiO2薄膜的光催化活性不同

 
美国计划2015年再次登陆月球，继而在月球上建立基地，给人类登陆火星作准备。为了早日实现梦想，1992年美国进行了第一次利用实际的月球岩石--玄武岩（FeTiO3，钛酸亚铁）来制造氧气的试验。已知FeTiO3被H2还原后，生成Fe、TiO2和水，被C还原后生成Fe、TiO2和
CO2；TiO2经过一系列处理后，可以制得纳米TiO2。请参与探究，并回答下列问题：
[探究一]为测定钛铁矿中可提取氧的质量分数，某研究性学习小组设计了以下两套实验装置
（1）学生甲设想用图－1装置（A为电加热装置）从钛铁矿中提取氧。请写出FeTiO3在加热时被H2还原的化学方程式_________________________和最简便的实验步骤________（选填下列数字编号）。
①通入N2；②停止通N2；③通入H2；④停止通H2；⑤加热；⑥停止加热；⑦称取装置B的质量。
（2）学生乙设想用图－2装置（A为电加热装置）从钛铁矿中提取氧，并且认为该方案的意义在于：反应产生的CO2可通过绿色植物的光合作用转化为营养物质，同时产生氧气：
6CO2+6H2OC6H12O6（葡萄糖）+6O2。实验过程中，称得反应前装置A中钛铁矿的质量为ag，炭粉的质量为bg，反应后装置B中产生CaCO3的质量为cg，则钛铁矿中可提取氧的质量分数的表达式为________________。
（3）经专家评审后，认定两个方案都很有意义，但实验设计方面还存在不足之处，例如图－2装置在加热时，生成的CO2不可能全部被澄清石灰水吸收，同时钛铁矿和炭粉在加热时还会产生CO，给实验带来误差。
①请对学生乙的设想提出改进措施：改用图－1装置，并在U型管B之前增加盛有________ 的燃烧管，________________。
②改进后，实验自始至终需持续向装置A中通入N2的目的是________________。
[探究二]纳米TiO2作为一种光催化剂越来越受到人们的关注，现正广泛开发运用。
（4）某科研小组在不同的载体（钛片、铝片、陶瓷）表面制备二氧化钛薄膜，来考察不同载体TiO2薄膜光催化使甲基橙脱色，每次光照20min取一次样，实验结果如图所示，下列说法正确的是________。
（a）不同载体，无论何种温度一定是钛片最好
（b）约在520℃时，钛片载体的光催化活性最好
（c）无论何种载体，催化活性总是随温度的升高而升高
（d）不同负载TiO2薄膜的光催化活性不同

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