3.甲、乙两容器内都进行A→B的反应,甲中每分钟减少4 mol A,乙中每分钟减少2 mol A,则两容器中的反应速率 ( )
A.甲快 B.乙快 C.相等 D.无法确定
答案:D
2.把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中,不影响氢气产生速率的因素是 ( )
A.盐酸的浓度 B.铝条的表面积
C.溶液的温度 D.加少量Na2SO4
1.下列过程中化学反应速率的加快对人类有益的是 ( )
A.金属的腐蚀 B.食物的腐败
C.塑料的老化 D.氨的合成
20.(2009·扬州调研)已知20℃时NaCl的溶解度为36 g。某氯碱厂使用的设备是阳离子交换膜电解槽,若一次向电解槽中加入一定量20℃时饱和NaCl溶液,当90%的NaCl电解时,阴极收集到11.2 m3气体(已折算成标准状况)。请回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为__________________。
(2)取阳极区溶液作系列实验,下列结论中错误的是 ( )
A.滴加酚酞试剂,先变红后褪色
B.滴加硝酸银溶液,有白色沉淀产生
C.滴加小苏打溶液,有气泡产生
D.做焰色反应实验呈黄色
(3)计算原饱和NaCl溶液的质量(单位:kg)。
(4)若电解90%的NaCl所需电能是由甲烷燃料电池提供,则所需甲烷至少为多少m3?(折算成标准状况,假设该燃料电池的电量利用率为90%)
答案:(1)2Cl-+2H2O===2OH-+Cl2↑+H2↑
(2)A
(3)n(H2)==500 mol
n(总NaCl)=1000/0.9 mol
m(总NaCl)=1000/0.9 mol×58.5 g/mol=65000 g
m(NaCl溶液)=65000 g×136/36×10-3=245.6 kg
(4)由n(H2)=500 mol得:
n(CH4)=500 mol×2/8=125 mol
V(CH4)=125 mol×22.4 L/mol×10-3m3/L/0.9=3.1 m3
19.某研究小组对铁生锈进行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C一组实验[如图],探究铁生锈的条件。经过较长时间后,甲同学观察到的现象是:A中铁钉生锈;B中铁钉不生锈;C中铁钉不生锈。①通过上述实验现象分析,可得出铁生锈的外部条件是__________________;②铁钉发生电化腐蚀的正极电极反应式为__________;③实验B所用的水要经过__________处理;植物油的作用是__________________;④实验C中碱石灰的作用是__________________。
(2)乙同学为了达到同样目的,设计了实验D[如图],发现一段时间后,试管中的液面升高,其原因是__________________,该实验__________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。
(3)丙同学为了探究铁锈(Fe2O3·nH2O)的组成,将甲同学实验产生的铁锈刮下来,称取1.96 g这种铁锈,按如图所示装置进行实验。
充分反应后,称得B装置的质量增加0.36 g,C装置的质量增加1.32 g,则根据实验数据,推断铁锈的化学式中n值为__________。
(4)为了保证实验安全,实验开始时应先点燃__________________(填“A”或“E”)处的酒精灯。
解析:(3)B装置中0.36 g水即n(H2O)=0.02 mol,C装置中1.32 g CO2即n(CO2)=0.03 mol,可推知Fe2O3中含n(O)=0.03 mol即n(Fe2O3)=0.01 mol。所以n(Fe2O3) ?n(H2O)=0.01?0.02=1?2,故答案可知。
答案:(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气) ②O2+4e-+2H2O===4OH- ③煮沸(或“除去氧气”),写“加热”不得分 隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”) ④吸收水蒸气(或“干燥”、“保持试管内干燥环境”) (2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”、“消耗了氧气”)使气体体积减少 不能 (3)2 (4)E
18.(2009·全国卷Ⅰ)下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题:
①电源的N端为__________极;
②电极b上发生的电极反应为__________________;
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积:__________________________________________;
④电极c的质量变化是__________g;
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因是:
甲溶液:__________________________________________________________________;
乙溶液:__________________________________________________________________;
丙溶液:__________________________________________________________________;
(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?
________________________________________________________________________
解析:(1)据装置图可知:此图为串联电路,在甲、丙中实质为电解水,乙中电解CuSO4溶液(2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4),因乙中c电极质量增加(有Cu析出),则c为阴极,d为阳极。丙中e为阴极,f为阳极,电源N端为正极;由于b为阳极,其电极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑。在丙中,由于水的电解使K2SO4的浓度由10%→10.47%,设电解的水质量(减少的水)为x,则有100g×10.00%=(100g-x)×10.47%,解出x=100g-95.5g=4.5g,甲、乙电解的水质量相等,2H2O2H2↑+O2↑
2 mol 22.4 L
V(O2)
V(O2)=2.8 L。
电极c上反应为Cu2++2e-===Cu,质量变化为×4××64 g·mol-1=16 g。在电解前后,甲溶液因NaOH溶液浓度增大,碱性增强;
(2)乙中铜全部析出后,溶液为稀H2SO4,可继续电解。
答案:(1)①正 ②4OH-4e-===2H2O+O2↑ ③水减少的质量:100g×(1-)=4.5g,
生成O2的体积:××22.4 L·mol-1=2.8 L
④16 ⑤碱性增强,因为电解后,水量减少溶液中NaOH浓度增大酸性增强,因为阳极上OH-生成O2,溶液中H+离子浓度增加 酸碱性强弱没有变化,因为K2SO4是强酸强碱盐,浓度增加不影响溶液的酸碱性
(2)能继续进行,因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应。
17.甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒(如图)。请回答下列问题:
(1)若两池中均盛放CuSO4溶液,反应一段时间后:
①有红色物质析出的是:甲池中的__________棒;乙池中的__________棒。
②在乙池中阳极的电极反应式是____________________________________。
(2)若两池中均盛放饱和NaCl溶液。
①写出乙池中发生总反应的离子方程式__________________。
②将湿润的淀粉KI试纸放在乙池附近,发现试纸变蓝,待一段时间后又发现蓝色褪去,这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化。若反应的Cl2和I2的物质的量之比为5?1,且生成两种酸。该反应的化学方程式为__________________。
解析:甲为原电池,乙为电解池。
(1)两池均盛放CuSO4溶液时,甲中Fe为负极,Fe-2e-===Fe2+,C为正极,Cu2++2e-===Cu,故C棒上会析出红色物质铜。乙中由电子流向可知,Fe为阴极,其电极反应式:Cu2++2e-===Cu,C为阳极其电极反应式:4OH--4e-===2H2O+O2↑。即在铁棒上会析出红色物质铜。
(2)若两池中均盛放饱和NaCl溶液,则
①乙池中发生总反应的离子方程式为:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-。
②由Cl2和I2反应的物质的量之比为5?1,故I被氧化为+5价的酸,应为HIO3。所以该反应的化学方程式为5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3。
答案:(1)①C Fe
②4OH--4e-===2H2O+O2↑
(2)①2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
②5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3
16.(2009·安庆模拟)如图所示,将两烧杯用导线如图相连,Pt、Cu、Zn、C分别为四个电极,当闭合开关后,以下叙述正确的是 ( )
A.Cu极附近OH-浓度增大
B.Cu极为原电池负极
C.电子流向是由C极流向Pt极
D.当C极上有4 mol电子转移时,Pt极上有1 mol O2生成
解析:从反应的自发性程度判断左池为电解池,右池为原电池,Zn为负极,C为正极,Pt为阳极,Cu为阴极。Cu极上反应式:2H++2e-===H2↑,使OH-浓度增大,故A项正确,B项不正确;电子从Pt流向C,故C项不正确;Pt有4 mol电子转移时生成2 mol Cl2,故D项不正确。
答案:A
15.(2009·山东省英雄山中学高三第一学期期末考试)如下图所示的装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色。则以下说法不正确的是 ( )
A.电源B极是负极
B.甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成,其物质的量之比为1?2?2?2
C.欲用丙装置给铜镀银,H应是Ag,电镀渡是AgNO3溶液
D.装置丁中Y极附近红褐色变深,说明氢氧化铁胶粒带正电荷
[答案] C
14.(2008·上海化学)取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电源,一段时间后,发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为白色,外圈呈浅红色。则下列说法错误的是 ( )
A.b电极是阴极
B.a电极与电源的正极相连接
C.电解过程中,水是氧化剂
D.b电极附近溶液的pH变小
解析:根据题意,a电极产生Cl2,为阳极,与电源正极相连,则b为阴极。D项中b电极上H+放电,附近OH-浓度增大,pH变大。