题目内容
【题目】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置.
如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定.请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是由 , 在导线中电子流动方向为(用a、b表示).
(2)负极反应式为 .
(3)电极表面镀铂粉的原因是 .
(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能.因此,大量安全储氢是关键技术之一.金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ2Li+H2 2LiH
ⅡLiH+H2O═LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是 , 反应Ⅱ中的氧化剂是 . (均填化学式)
②已知LiH固体密度为0.82g/cm3 , 用锂吸收224L(标准状况)H2 , 则被吸收的H2体积与生成的LiH体积比为 .
③由②生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为mol.
【答案】
(1)化学能转变为电能;由a到b
(2)2H2+4OH﹣﹣4e﹣=4H2O(或H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O)
(3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数,加快电极反应速率
(4)Li;H2O;1148:1;32
【解析】解:(1)原电池主要是将化学键转化为电能,燃料电池是原电池,是将化学能转化为电能的装置;氢气失去电子,为负极,氧气获得电子,为正极,电子由负极通过导线移向正极,即由a到b,所以答案是:化学能转化为电能;由a到b;(2)负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,电极反应式为2H2+4OH﹣﹣4e﹣=4H2O(或H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O),所以答案是:2H2+4OH﹣﹣4e﹣=4H2O(或H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O);(3)反应物接触面积越大,反应速率越大,镀铂粉增大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数,加快电极反应速率,所以答案是:增大电极单位面积吸附H2、O2分子数,加快电极反应速率;(4)①2Li+H2 2LiH,该反应中锂失电子发生氧化反应,所以锂是还原剂;LiH+H2O=LiOH+H2↑,该反应中H2O得电子生成氢气,发生还原反应,所以H2O是氧化剂,所以答案是:Li;H2O;②设LiH体积为vL,物质的量为n= (mol),根据反应方程式,2n(H2)=n(LiH),故 (mol)=2× =20mol,v= L;
被吸收的H2体积与生成的LiH体积比为224L: L=1148:1;故答案是:1148:1;③20molLiH可生成20molH2 , 实际参加反应的H2为20mol×80%=16mol,1molH2转化成1molH2O,转移2mol电子,所以16molH2可转移32mol的电子,所以答案是:32.
【题目】研究非元素及其化合物的性质具有重要意义。
Ⅰ. 含硫物质燃烧会产生大量烟气,主要成分是SO2、CO2、N2、O2 。某研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气,并测定烟气中SO2的体积分数。
(一)模拟烟气的制备
(1)用A装置制SO2,化学反应方程式为___________________________。
(2)用B装置制CO2,使用该装置优点的是___________________________。
(3)将制得的气体与空气充分混合,获得模拟烟气用于后续实验。
(二)测定烟气中SO2的体积分数
(4)将部分模拟烟气缓慢通过C、D装置,其中C、D中盛有的药品分别是__________、__________。(填序号)
①KMnO4溶液 ②饱和NaHSO3溶液 ③饱和Na2CO3溶液 ④饱和NaHCO3溶液
(5)若模拟烟气的流速为amL/min,若t1分钟后,测得量筒内液体体积为VmL,则SO2的体积分数____________________。
Ⅱ.某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹) 。
(1)A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验。①若在丙中加入适量水,即可制得氯水。将所得氯水进行实验,实验操作、现象、结论如下:
实验操作 | 现 象 | 结 论 |
氯水中加入碳酸氢钠粉末 | 有无色气泡产生 | 氯气和水反应的产物具有酸性 |
实验的结论是否合理__________,(选填合理或不合理)请说明理由______________________。
②请利用上述装置设计一个简单的实验验证Cl-和S2-的还原性强弱,则甲、乙、丙中盛放的试剂是甲__________________ 乙__________________ 丙__________________
(2)B、D、E装置相连后,在B中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上),可制得并进行NO2有关实验。欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤为:先关闭止水夹________,再打开止水夹________,使烧杯中的水进入试管丁的操作是:___________________________________使试管中的气体逸出,NO2与水接触后即可引发烧杯中的水进入试管丁。
【题目】表是A、B、C、D、E五种有机物的有关信息:
A | B | C | D | E |
①能使溴水褪色 | ①由C、H两 | ①由C、H、O三 | ①相对分子质量 | ①由C、H、O三 |
根据表中信息回答下列问题:
(1)A与溴水反应的生成物的名称叫做;写出在一定条件下,A生成高分子化合物的化学方程式: .
(2)A与氢气发生加成反应后生成分子F,与F在分子组成和结构上相似的有机物有一大类(俗称“同系物”),它们均符合通式 . 当n=时,这类有机物开始出现同分异构体.
(3)B具有的性质是(填序号).
①无色无味液体②有毒③不溶于水④密度比水大⑤任何条件下不与氢气反应⑥可使酸性高锰酸钾溶液和溴水均褪色
写出在浓硫酸作用下,B与浓硝酸反应的化学方程式: .
(4)写出由C氧化生成D的化学方程式: .
(5)C与E反应能生成相对分子质量为100的酯,该反应类型为 .