题目内容

9．使用新型电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液，可制造出一种既能提供电能，又能实现氮固定的新型燃料电池，原理如图所示．下列有关分析正确的是（　　）
A．a为电池的负极
B．通入N2一极的电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH4+
C．电池工作一段时间后，溶液pH减小

分析 以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，正极发生还原反应，氮气在正极获得电子，酸性条件下生成NH4+，该电池的正极电极反应式为：N2+8H++6e-=2NH4+，通入氢气的一极为负极，电极方程式为H2-2e-=2H+，总方程式为2N2+6H2+4H+=4NH4+，以此解答该题．

解答 解：A．氮气被还原生成NH4+，应为原电池正极反应，故A错误；
B．氮气在正极获得电子，酸性条件下生成NH4+，电极反应式为：N2+8H++6e-=2NH4+，故B正确；
C．总方程式为2N2+6H2+4H+=4NH4+，可知消耗H+，pH增大，故C错误．
故选B．

点评 本题考查原电池知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意从元素化合价的角度判断氧化还原反应，确定正负极反应，为解答该题的关键，难度不大．

练习册系列答案
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10．下列溶液中的Cl-浓度与100mL 1mol•L-1 MgCl2溶液中的Cl-浓度相等的是（　　）
A．150 mL 1 mol•L-1  NaCl溶液B．75 mL 0.5mol•L-1CaCl2溶液
C．150 mL 2 mol•L-1  KCl溶液D．75 mL 1 mol•L-1AlCl3溶液
11．科学家在某星球的大气层中探测到N4分子，经研究发现其空间结构与白磷（P4）相似（如图），为正四面体构型，且分子中所有N原子均达到8电子的稳定结构．已知断裂1mol N-N键需要吸收167kJ热量，生成1mol N≡N键需放出942kJ热量．根据以上信息和数据，下列说法中不正确的是（　　）
A．N4和N2互为同素异形体，两者之间的转化为非氧化还原反应
B．1mol N4分子的总能量比1mol N2分子的总能量高，说明相同条件下N4分子化学性质更稳定
C．N4气体转化为N2的热化学方程式为：N4（g）═2N2（g），△H=-882 kJ•mol-1
D．白磷（P4）的熔、沸点比N4分子的高
8．下列有关说法正确的是（　　）
A．CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0
B．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈
C．N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H＜0，其他条件不变时升高温度，反应速率v（H2 ）和H2的平衡转化率均增大
D．500℃、30Mpa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应，放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-38.6kJ/mol
4．如图为实验室制备氯气及验证氯气与铝反应的装置图，E硬质玻璃管中装有铝箔；已知固体AlCl3易升华且极易与空气中的水蒸气反应．

试回答：
（1）实验室制备氯气的离子反应方程式MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．
（2）B装置的名称为分液漏斗 C中盛放的试剂是饱和氯化钠溶液．
（3）从A装置导出的气体若不经过C、D装置而直接进入E管，对实验产生的不良后果是未经除去的氯化氢和水蒸气随氯气进入E中和铝能反应生成氢气，氢气和氯气混合会发生爆炸．
（4）G装置所起的作用吸收多余的氯气，防止污染环境；防止空气中的水蒸气进入E中．
（5）E装置中发生反应的化学方程式为2Al+3Cl2$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$AlCl3．
（6）工业用电解饱和食盐水的方法来制取氯气，写出其反应的离子方程式2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑．
14．“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义．请你回答以下问题：
（1）无机非金属材料，高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”．这种材料可以按下列方法制备：
SiO2$→_{高温}^{①C}$Si（粗）$→_{300℃}^{②HCl}$SiHCl3$→_{1000℃-1100℃}^{③过量H_{2}}$Si（纯）
①写出步骤①的化学方程式SiO2+2C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+2CO↑．
②步骤②经过冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量的SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是蒸馏或分馏；SiHCl3和SiCl4一样遇水可发生剧烈水解，已知SiHCl3水解会生成两种气态产物，请写出其水解的化学方程式SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl．
③请写出二氧化硅与氢氟酸反应的化学方程式SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O．
（2）磁性材料．这种材料一般含有铁元素，铁是用途最为广泛的金属，也较为活泼，所以从它的使用开始就不断实施着对它的防护．最常见的铁制品腐蚀就是电化学腐蚀，请出最为普遍的电化学腐蚀的负极反应式Fe→Fe2++2e-．
（3）激光材料．我国是激光技术先进的国家，红宝石（Al2O3）是最早用于产生激光的材料，它是一种两性氧化物，请用离子方程式加以说明：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Al2O3+2OH-+3H2O═2[Al（OH）4]-．
（4）纳米材料．胶体是一种物质以“纳米”颗粒的形式分散到另一种物质里形成的分散系，胶体粒子的直经大约是1nm～100nm，三氯化铁溶液可以加速伤口止血，请简述原因氯化铁是电解质，使血液胶体聚沉．
（5）高分子材料．可以分成无机高分子材料和有机高分子材料．一种新型高效净水剂
[AlFe（OH）nCl6-n]m就属于无机高分子材料，广泛应用于生活用水和工业污水处理，其中铁元素的化合价为+3价．一种合成纤维腈纶，又称“人造羊毛”，由丙烯腈（CH2=CH-CN）为原料聚合生成，请写出生成该有机高分子材料的化学方程式．
1．A、B两种有机化合物，当混合物总质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧时产生的水的量均相等，肯定符合上述条件的A、B是（　　）
①同分异构体； ②具有相同的最简式； ③乳酸与聚乳酸； ④含氢的质量分数相同⑤苯乙烯和聚苯乙烯    ⑥葡萄糖与淀粉     ⑦甲苯与甘油．
A．①②③④B．①②④⑤C．①②③④⑤⑦D．①②④⑤⑦
18．N0为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（　　）
A．1 mol Cl2作为氧化剂得到的电子数为N0
B．1.0 mol•L-1 NaAlO2溶液中含有Na+数目为N0
C．1 mol的甲基与1 mol的羟基所含电子数均为9N0
D．92 g NO2、N2O4混合气体含有的分子数为2N0
19．如图（1）表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、干冰、CsCl、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分
（1）上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为EDACB（用字母代号表示）
（2）CsCl晶体中离子的配位数是8，NaCl与CsCl是两种不同类型的晶体结构，其主要原因是阳离子半径不同
（3）干冰中每个CO2分子与12个CO2分子紧邻，石墨中每个正六边形占有的碳原子数平均为2个
（4）假设干冰中CO2分子与CO2分子之间最近的距离为acm，阿伏伽德罗常数用NA表示，则干冰的密度为$\frac{44\sqrt{2}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm3
（5）已知FeS2晶体具有如图（2）空间结构，则FeS2晶体中具有的化学键类型是离子键和非极性键，铁原子的价电子排布式是3d64s2

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