题目内容

下图为电解水的实验装置,闭合开关S后,观测到电压表的示数为6.0V,电流表的读数为0.1A.

(1)此时A管内生成________气,B管内生成________气;

(2)通电后,A极、B极的电极反应式为:A________;B________;

(3)在实验过程中,消耗了何种形式的能量,产生了何种形式的能量?

(4)若通电10min,A管内将生成________mL气体;

(5)已知1mol水被电解消耗280.8kJ能量,则10min内增加多少化学能?

(6)在电解槽中,10min内产生了多少内能?在该实验中两极间液体的电阻是多大?

答案:
解析:

(1)氢,氧;(2)4H++4e-=2H2↑,4OH--4e-=O2↑+2H2O;(3)消耗了电能,产生了化学能和内能;(4)6

  (1)氢,氧;(2)4H++4e-=2H2↑,4OH--4e-=O2↑+2H2O;(3)消耗了电能,产生了化学能和内能;(4)6.97

  【详解】因I=q/t,故q=It=0.1×600=60C.到达阴极的氢离子和电子结合成氢原子,再结合成氢分子,每个电子所带电量为e=1.6×10-19C,所以10min内在阴极生成氢气的量为:n==3.11×mol,标准状态下生成氢气的体积为:3.11×10-4×22.4=6.97mL.(5)10min内增加的化学能=3.11×10-4×280.8×103=87.3J.(6)由能量守恒求得电解池中产生的内能:Q==UIt-=6×0.1×600-87.3=272.7J.

  由焦耳定律Q=I2Rt可得电解池内两极间液体的电阻为:R==45.5Ω.


练习册系列答案
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某研究性学习小组,为探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素,进行了模拟实验研究.下图为测定风力的实验装置图,其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝阻值较大;一质量和电阻都不计的细长裸金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在C点接触,OC=H;有风时金属丝将偏离竖直方向,与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触)

(1)已知电源电动势为E,内阻不计,理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连,球P的质量为m,重力加速度为g,由此可推得风力大小F与电压表示数U的关系式为F=______________.

(2)研究小组的同学猜想:风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因素有关,于是他们进行了如下实验:

实验一:使用同一球,改变风速,记录了在不同风速下电压表的示数.

表一:球半径r=0.50 cm

风速(m/s)

10

15

20

30

30电压表示数(V)

2.40

3.60

4.81

7.19

由表一数据可知:在球半径一定的情况下,风力大小与风速大小的关系是_______________.

实验二:保持风速一定,换用同种材料、不同半径的实心球,记录了在球半径不同的情况下电压表的示数

表二:风速v=10 m/s

球半径(cm)

0.25

0.50

0.75

1.00

电压表示数(V)

9.60

2.40

1.07

0.60

根据表二数据可知:在风速一定的情况下,风力大小与球半径的关系为____________.(球体积V=πr3)

(3)根据上述实验结果可知风力大小F与风速大小v、球半径r的关系式为_______________.

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