题目内容
7.(1)下列反应能设计成化学能转化为电能的装置是A;A、Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu B、KOH+HCl=KCl+H2O
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请在图1方框中画出该原电池的装置图,写出电极材料和电解质溶液,并标出电子的流动方向.
并写出电极反应式:正极发生还原反应,电极反应式为:Cu2++2e-=Cu;
(3)日常生活中的手电筒干电池通常是锌锰电池,其构造示意图如图2,据图回答:
①作正极的是碳棒;
②负极的电极反应是Zn-2e-=Zn2+;
③许多国家对废电池进行回收,其主要原因是废电池对环境会造成污染.
分析 (1)原电池能将化学能转化成电能,能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池;
(2)根据反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu可知,Zn为负极,则正极可以是活泼性不如Zn的金属,如Cu等,也可以是碳棒,电解质溶液应为CuSO4,据此解答;
(3)锌锰电池Zn在负极失电子,则电池使用过程中,锌会逐渐溶解:Zn=Zn2++2e-,碳棒为正极,因为废电池对环境会造成污染,所以许多国家对废电池进行回收.
解答 解:(1)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu是自发进行的氧化还原反应,可设计成原电池,中和反应无电子转移,不能设计成原电池,
故答案为:A;
(2)根据反应可知,Zn为负极,则正极可以是活泼性不如Zn的金属,如Cu等,也可以是碳棒,电解质溶液应为CuSO4,工作时,锌失电子,电子沿导线流向正极铜,铜离子在正极得电子发生还原反应,电极反应为Cu2++2e-=Cu,装置图为:,
故答案为:还原;Cu2++2e-=Cu;
(3)①锌锰电池Zn在负极失电子,碳棒为正极,故答案为:碳棒;
②锌锰电池Zn在负极失电子,则电池使用过程中,锌会逐渐溶解反应式为:Zn=Zn2++2e-,故答案为:Zn-2e-═Zn2+;
③因为废电池对环境会造成污染,所以许多国家对废电池进行回收,故答案为:废电池对环境会造成污染.
点评 本题考查原电池的设计和工作原理,为常考题型,注意把握原电池的组成和原理,注重基础知识的积累,题目难度不大.
练习册系列答案
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18.如图甲是利用一种微生物将废水中尿素[CO(NH2)2]的化学能直接转化为电能,并生成环境友好物质的装置,同时利用此装置在乙中的铁上镀铜.下列说法中不正确的是( )
A. | 铜电极应与Y电极相连接 | |
B. | H十透过质子交换膜由左向右移动 | |
C. | 当N电极消耗0.25mol气体时,则铁电极增重16g | |
D. | M电极反应式为:CO(NH2)2+H2O-6e-═CO2↑+N2↑+6H+ |
15.三氧化二镍(Ni2O3)是一种灰黑色无气味有光泽的块状物,易碎成细粉末,常用于制造高能电池.工业上以金属镍废料生产NiCl2,继而生产Ni2O3的工艺流程如下:
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算).
(1)为了提高金属镍废料浸出的速率,在“酸浸”时可采取的措施有:①适当升高温度;②搅拌;③增大盐酸的浓度(或将镍废料研成粉末等)等.
(2)酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-,另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+等.沉镍前需加Na2CO3控制溶液pH范围为4.7~7.1.
(3)从滤液A中可回收利用的主要物质是Na2CO3和NaCl.
(4)“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3↓+Cl-+2H2O.
(5)工业上用镍为阳极,电解0.05~0.1mol•L-1NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得到高纯度、球形的超细镍粉.当其它条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示,则NH4Cl的浓度最好控制为10 g•L-1.
(6)如果在“沉镍”步骤把Na2CO3改为加草酸,则可以制得草酸镍晶体(NiC2O4•2H2O).草酸镍晶体在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时,可以制得Ni2O3,同时获得混合气体.草酸镍晶体受热分解的化学方程式为2NiC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni2O3+3CO↑+CO2↑+4H2O.
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算).
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.1 | 6.5 | 3.5 | 7.1 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 9.7 | 4.7 | 9.2 |
(2)酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-,另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+等.沉镍前需加Na2CO3控制溶液pH范围为4.7~7.1.
(3)从滤液A中可回收利用的主要物质是Na2CO3和NaCl.
(4)“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3↓+Cl-+2H2O.
(5)工业上用镍为阳极,电解0.05~0.1mol•L-1NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得到高纯度、球形的超细镍粉.当其它条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示,则NH4Cl的浓度最好控制为10 g•L-1.
(6)如果在“沉镍”步骤把Na2CO3改为加草酸,则可以制得草酸镍晶体(NiC2O4•2H2O).草酸镍晶体在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时,可以制得Ni2O3,同时获得混合气体.草酸镍晶体受热分解的化学方程式为2NiC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni2O3+3CO↑+CO2↑+4H2O.
2.仅用如图装置可完成( )
A. | 浓硫酸和铜制SO2 | B. | 用Cu与浓HNO3反应制NO2 | ||
C. | 用 NH4Cl 与 Ca(OH)2反应制 NH3 | D. | 用锌粒与稀H2SO4反应制H2 |
19.常温下,将等体积的盐酸和氨水分别加水稀释,溶液的导电性与溶液体积的变化曲线如图所示.下列说法正确的是( )
A. | 曲线Ⅱ表示氨水加水稀释过程中溶液导电性的变化 | |
B. | 溶液的pH大小关系:c>b>d | |
C. | 由水电离出的n(OH- ):b>c | |
D. | 若将b、d两点溶液混合,则:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) |
13.电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度的量.已知如表数据(25℃时)
(1)25℃时,等浓度的三种溶液(a.NaCN溶液、b.Na2CO3溶液、c.CH3COONa溶液)的pH由大到小的顺序为Na2CO3溶液>NaCN溶液>CH3COONa溶液.(填写序号)
(2)25℃时,向NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的化学方程式为NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3.
(3)现有浓度为0.02mol/L的HCN与0.01mol/L NaOH等体积混合后,测得C(Na+)>C(CN-),下列关系正确的是BD.
A.C(H+)>C(OH-) B.C(H+)<C(OH-)
C.C(H+)+C(HCN)=C(OH-) D.C(HCN)+C(CN-)=0.01mol/L
(4)浓的Al2(SO4)3溶液和浓的小苏打(NaHCO3)溶液混合可用于灭火,请用离子反应方程式表示灭火的原理Al3++3HCO3-═Al(OH)3↓+3CO2↑.
(5)已知NaHC2O4水溶液显酸性,请写出该溶液中各离子浓度的大小c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-);质子守恒表达式c(OH-)=c(H+)-c(C2O42-)+c(H2C2O4).
A.c(OH-)=c(H+)-c(C2O42-)+c(H2C2O4)
B.c(OH-)+2c(C2O42-)+c(HC2O4-)=c(H+)+c(H2C2O4)+c(Na+)
(6)H2C2O4溶液和KMnO4酸性溶液可发生反应:H2C2O4+MnO4-+H+→CO2+Mn2++H2O,若将该反应设计成原电池,请写出原电池的负极的电极反应H2C2O4-2e=2CO2+2H+,反应中每生成标况下4.48LCO2气体,外电路中通过的电子的物质的量为0.2mol.
化学式 | 电离平衡常数 |
HCN | K=4.9×10-10 |
CH3COOH | K=1.8×10-5 |
H2CO3 | K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11 |
(2)25℃时,向NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的化学方程式为NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3.
(3)现有浓度为0.02mol/L的HCN与0.01mol/L NaOH等体积混合后,测得C(Na+)>C(CN-),下列关系正确的是BD.
A.C(H+)>C(OH-) B.C(H+)<C(OH-)
C.C(H+)+C(HCN)=C(OH-) D.C(HCN)+C(CN-)=0.01mol/L
(4)浓的Al2(SO4)3溶液和浓的小苏打(NaHCO3)溶液混合可用于灭火,请用离子反应方程式表示灭火的原理Al3++3HCO3-═Al(OH)3↓+3CO2↑.
(5)已知NaHC2O4水溶液显酸性,请写出该溶液中各离子浓度的大小c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-);质子守恒表达式c(OH-)=c(H+)-c(C2O42-)+c(H2C2O4).
A.c(OH-)=c(H+)-c(C2O42-)+c(H2C2O4)
B.c(OH-)+2c(C2O42-)+c(HC2O4-)=c(H+)+c(H2C2O4)+c(Na+)
(6)H2C2O4溶液和KMnO4酸性溶液可发生反应:H2C2O4+MnO4-+H+→CO2+Mn2++H2O,若将该反应设计成原电池,请写出原电池的负极的电极反应H2C2O4-2e=2CO2+2H+,反应中每生成标况下4.48LCO2气体,外电路中通过的电子的物质的量为0.2mol.