题目内容

4.用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中,构成了原电池,工作一段时间,锌片的质量减少了6.5克,铜表面析出了氢气2.24L(标准状况下).导线中通过0.2 mol电子;SO42-向负极(填正极或负极)移动,溶液的pH值增大(填增大或减小);正极的电极反应是2H++2e-=H2↑,用离子方程式表示电极的总反应式Zn+2H+=Zn2++H2↑.

分析 锌比铜活泼,形成原电池反应时,锌为负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,铜为正极,发生还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑,结合原电池工作原理及电极反应式进行相关的计算.

解答 解:锌比铜活泼,形成原电池反应时,锌为负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,铜为正极,发生还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑,锌片的质量减少了6.5克,n(Zn)=$\frac{6.5g}{65g/mol}$=0.1mol,铜表面析出了氢气为0.1mol×22.4L/mol=2.24L,导线上通过0.2mol电子时,SO42-向负极移动,氢离子浓度减小,则溶液的pH值增大;用离子方程式表示电极的总反应式为Zn+2H+=Zn2++H2↑,
故答案为:2.24;0.2;负极;增大;2H++2e-=H2↑;Zn+2H+=Zn2++H2↑.

点评 本题考查原电池知识,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意把握电极反应式的书写,题目难度不大.

练习册系列答案
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14.某学习小组推测SO2能与强氧化剂Cl2反应生成SO2Cl2,为此进行探究.
【查阅资料】:SO2Cl2名称是氯化硫酰,常温下是无色液体,极易水解,遇潮湿空气会产生白雾.
【讨论】
(1)SO2Cl2中S元素的化合价是+6.
(2)实验中制取的SO2和Cl2在混合前都必须提纯和干燥.
【实验探究】
(1)实验中制得了干燥纯净的SO2和Cl2
(2)按如图收集满Cl2后,再通入SO2,集气瓶中立即有无色液体产生,充分反应后,将无色液体和剩余气体分离,分别对无色液体和剩余气体进行如下探究.
Ⅰ.探究反应产物.
向所得无色液体中加入水,立即产生白雾,振荡,静置,得无色溶液.经检验:该无色溶液中的阴离子(除OH-外)只有SO42-、Cl-.证明无色液体为SO2Cl2
(1)SO2Cl2与水反应的化学方程式是SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl.
(2)验证无色溶液中含有Cl-的方法是取少量无色溶液放入试管中,加入Ba(NO32溶液至不再生沉淀为止,静置.取出上层清液,加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,可知无色溶液中含有Cl-
Ⅱ.探究反应进行的程度.
用NaOH溶液吸收分离出的气体,用稀盐酸酸化后,再加入BaCl2溶液,立即产生白色沉淀.证明SO2与Cl2的反应是可逆反应.阐述证明SO2与Cl2是可逆反应的理由由实验中产生的白色沉淀是BaSO4而不是BaSO3,说明用NaOH溶液吸收剩余气体时SO2被Cl2氧化,即剩余气体中必然存在含有SO2和Cl2,因此SO2与Cl2生成SO2Cl2的反应是可逆反应.
【质疑】有同学提出:选修四教材习题中介绍SOCl2(亚硫酰氯)常温下是无色液体,极易水解,遇潮湿空气也会产生白雾.SO2与Cl2 反应若还能生成SOCl2则无法证明生成的是SOCl2.SOCl2与水反应的化学方程式是SOCl2+H2O=SO2+2HCl.小组讨论后认为不会生成SOCl2,理由是SO2与SOCl2中硫元素均为+4价,SO2与Cl2反应不会生成SOCl2
9.汽车尾气中含CO、NOx、碳氢化合物等废气,在汽车上安装三效催化转化器可使这些尾气生成无毒物质,减少汽车尾气污染.
(1)已知:(Ⅰ) N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
(Ⅱ)2C(s)+O2(g)?2CO(g)△H=-221.0kJ/mol
(Ⅲ)C(s)+O2(g)?CO2(g)△H=-393.5kJ/mol
则(Ⅳ)2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5 kJ/mol;
(2)反应(Ⅳ)△S<0(填“>”、“<”或“=”),在低温(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行;
(3)如图1所示,将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应(Ⅳ),相同时间内测量逸出气体中NO含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图所示.

以下说法正确的是:D
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高        B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高    D.催化剂分别适用于55℃和75℃左右脱氮
(4)某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,相同时间内测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如图2所示.
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为该反应是放热反应,升高温度反应更有利于向逆反应方向进行;
②在$\frac{n(NO)}{n(CO)}$=1的条件下,应控制的最佳温度在870℃左右.
(5)在某温度下,2L密闭容器中充入NO、CO各0.4mol进行反应(Ⅳ),测得NO物质的量变化如图3所示:
5分钟末反应达到平衡,该反应的平衡常数K=5,第6分钟继续加入0.2molNO、0.2molCO、0.2molCO2和0.1molN2,请在上图中画出到9分钟末反应达到平衡NO的物质的量随时间的变化曲线.
(6)NOx是大气污染物之一,科学家们在尝试用更科学的方法将NOx脱氮转化成无毒的N2,减少对大气的污染.下列物质可以作为脱氮剂的是:ABD
A.NH3          B.CH4           C.KMnO4           D.尿素.
1.氮的重要化合物如氨、肼(N2H4)、NO、NO2、HNO3、硝酸盐等,在生产、生活中具有重要作用.
(1)利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下:
H2O(l)=H2O(g)△H1=+44.0kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+229.3kJ•mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H3=-906.5kJ•mol-1
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H4,则△H4=-2317.0kJ•mol-1
(2)亚硝酸是一种弱酸,能证明亚硝酸是弱电解质的是AD
A.常温下,亚硝酸钠溶液的pH>7
B.亚硝酸能和NaOH发生中和反应
C.用亚硝 酸 溶液做导电性实验,灯泡很暗
D.常温下,将pH=3的亚硝酸溶液稀释10倍,pH<4
(3)一定温度下,将a mol/L的氨水与b mol/LH2SO4溶液等体积混合,充分反应后有:2c(SO42-)=c(NH4+),用含a和b的代数式表示该混合溶液中NH3•H2O的电离常数为$\frac{2b}{a-2b}$×10-7
(4)使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体,写出该反应的离子方程式:2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O.
(5)X、Y、Z、W分别是HNO3、NH4NO3、NaOH、NaNO2四种强电解质中的一种.下表是常温下浓度均为0.01mol•L-1的X、Y、Z、W溶液的pH.
0.01mol•L-1的溶液XYZW
pH1228.54.5
将X、Y、Z各1mol同时溶于水中制得混合溶液,则混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(NO3-)>c(NO2-)>c(OH-)>c(H+).

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