题目内容
【题目】下图是我国学者研发的高效过氧化氢一尿素电池的原理装置:
该装置工作时,下列说法错误的是
A.Ni-Co/Ni极上的电势比Pd/CFC极上的低
B.向正极迁移的主要是K+,产物M主要为K2SO4
C.负极反应为:CO(NH2)2+8OH–-6e–=CO32–+N2↑+6H2O
D.Pd/CFC极上发生反应:H2O2+2e–=2OH–
【答案】D
【解析】
由电池工作原理图可知,氮元素化合价由-3价变为0价,化合价升高,失电子,发生氧化反应,则Ni-Co/Ni极为负极,Pd/CFC极为正极,正极得电子,发生还原反应。据此分析。
A.电子从低电势(负极)流向高电势(正极),Ni-Co/Ni极是原电池的负极,电势较低,A项正确;
B.该电池使用阳离子交换膜,只允许阳离子通过,原电池中,阳离子向正极迁移,则向正极迁移的主要是K+,产物M主要为K2SO4,B项正确;
C.根据分析,Ni-Co/Ni极为负极,结合图示负极的物质转化关系可得,氮元素化合价由-3价变为0价,化合价升高,失电子,发生氧化反应,负极反应为:CO(NH2)2+8OH–-6e–=CO32–+N2↑+6H2O,C项正确;
D.Pd/CFC极上发生还原反应:2H++H2O2+2e–=2H2O,D项错误;
答案选D。
【题目】氨气是一种用途广泛的化工原料。金属镓是一种广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属,镓元素(31Ga)在元素周期表中位于第四周期IIIA族,化学性质与铝元素相似。
(1)下图是当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料后,在200℃、400℃、600℃下,反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线。
已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0
①曲线c对应的温度是_____。
②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是_____(填字母)。
A.及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率
B.根据勒夏特列原理,一般采用高温下发生反应
C.上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)>K(N)
③工业上合成氨的催化剂为铁触媒,选择温度为500℃的原因是______。
(2)工业上利用Ga与NH3合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时有氢气生成。反应中,生成3molH2时就会放出30.8kJ的热量。
①该反应的热化学方程式是__________。
②该反应的化学平衡常数表达式是_____。
③在恒温恒容的密闭体系内进行上述可逆反应,下列有关表达正确的是_____。
A.I图像中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温
B.II图像中纵坐标可以为镓的转化率
C.III图像中纵坐标可以为化学反应速率
D.Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量
④氮化镓(GaN)性质稳定,但能缓慢的溶解在热的NaOH溶液中,该反应的离子方程式是________。
(3)将一块镓铝合金完全溶于烧碱溶液中得到溶液X。己知:
Al(OH)3 | Ga(OH)3 | |
酸式电离常数Ka | 2×10-11 | 1×10-7 |
碱式电离常数Kb | 1.3×10-33 | 1.4×10-34 |
往X溶液中缓缓通入CO2,最先析出的氢氧化物是_____。