题目内容

氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O  2H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：
(1)分解海水时，________能转变为________能，二氧化钛作________。生成的氢气用于燃料电池时，________能转变为________能。水分解时，断裂的化学键为________键，分解海水的反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应如下：
A极：2H2＋2O2－－4e－=2H2O
B极：O2＋4e－=2O2－
则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。

(1)太阳　化学　催化剂　化学　电　H—O　吸热　(2)负　流出

解析

练习册系列答案
相关题目

某实验小组的同学采用如图所示装置来进行有关化学实验，请填充下列空格。

(1)若U形管中盛有硫酸钠溶液，X、Y电极分别为石墨和铁棒，电解过程中出现的现象是               。
U形管中加入的少量植物油作用是       。
(2)电解一段时间后，某同学将电源反接，此时出现的现象是                         。有关的化学方程式为                                                     。

氯碱工业是最基本的化学工业之一，离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法，其生产流程如下图所示：

（1）该流程中可以循环的物质是           。
（2）电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42－等无机杂质，所以在进入电解槽前需要进行两次精制，写出一次精制中发生的离子方程式    ，若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽会产生什么后果   。
（3）右图是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图(阳极用金属钛网制成，阴极由碳钢网制成)。则B处产生的气体是         ，E电极的名称是    。电解总反应的离子方程式为        。

（4）从阳极槽出来的淡盐水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8％～9％的亚硫酸钠溶液将其彻底除去，该反应的化学方程式为           。
（5）已知在电解槽中，每小时通过1安培的直流电可以产生1.492g的烧碱，某工厂用300个电解槽串联生产8小时，制得32%的烧碱溶液（密度为1.342吨/m3）113m3，电解槽的电流强度1.45 ×104A，该电解槽的电解效率为           。

重铬酸钠俗称红矾钠（Na2Cr2O7·2H2O）是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备的流程如下：
 
请回答：
（1）已知Fe（CrO2）2中铬元素是+3价，则Fe（CrO2）2中铁元素是____价。
（2）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2，则Fe（CrO2）2可写成____。
（3）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe（CrO2）2生成可溶于水的Na2CrO4，反应化学方程式如下：
 
为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是____。
（4）已知CrO42—在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：
 
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是____。
②混合溶液乙中溶质的化学式是____。
（5）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌，所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72—必须除去。工业上可用电解法来处理含Cr2O72—的废水，下图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）。通电后，Cr2O72—在b极附近转变为Cr3+，一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr（OH）3沉淀而被除去。

a电极的电极反应式是                      ，
b电极附近反应的离子方程式是                        。

电解是最强有力的氧化还原手段，在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题：
(1)以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源，则阳极反应式为________，阴极反应式为________。
(2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是______________________________________(填序号)。

a．②区铜片上有气泡产生
b．③区铁片的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑
c．最先观察到变成红色的区域是②区
d．②区和④区中铜片的质量均不发生变化
(3)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH3CHO＋H2O CH3CH2OH＋CH3COOH
实验室中，以一定浓度的乙醛－Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。

①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入________(填化学式)，电极反应式为________。电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mg/L的废水，可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后1位)。

铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42—2PbSO4＋2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：
放电时：正极的电极反应式是______________________________；电解液中H2SO4的浓度将变________；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。

有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。

（1）写出甲中正极的电极反应式_____________________________。
（2）乙中负极为________，总反应的离子方程式：
______________________________________________________。
（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强。（填写元素符号）
（4）由此实验得出的下列结论中，正确的有________。

A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析

（1）如图1是一种新型燃料电池，它以CO为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物为电解质，图2是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。

回答下列问题：
①写出A极发生的电极反应式______________________________________。
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应与________极相连(填“C”或“D”)。
③当消耗标准状况下2.24 L CO时，C电极的质量变化为________。
（2）工业上，可用铁作阳极，电解KOH溶液制备K2FeO4。
①电解过程中，OH－向________(填“阴”或“阳”)极移动，阳极的电极反应式为____________________________。
②若阳极有28 g Fe溶解，则阴极析出的气体在标准状况下的体积为________L。

某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题。

(1)若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为                    。
(2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为                    ，
总反应的离子方程式为                                              。
有关上述实验，下列说法正确的是(填序号)    。
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子
(3)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为                                       。
此时通过阴离子交换膜的离子数     (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为                。

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