题目内容
【题目】能源是现代社会发展的支柱之一。
(1)化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化。
①下列反应中,属于放热反应的是___________(填序号)。
a. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl混合搅拌
b. 高温煅烧石灰石
c. 铝与盐酸反应
②某同学进行如下图所示实验,测量稀盐酸与烧碱溶液中和反应的能量变化。实验表明:反应温度升高,由此判断该反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应,其离子方程式是_______________。
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(2)电能是现代社会应用最广泛的能源之一。
下图所示的原电池装置中,其负极是_____________________,正极上能够观察到的现象是____________________________,正极的电极反应式是_________________________。
原电池工作一段时间后,若消耗锌6.5g,则放出气体__________g。![]()
【答案】(1)①c (1分) ②放热(1分) H++OH-=H2O(2分)
(2)Zn(1分) 铜片表面产生无色气泡(1分) 2H++2e-=H2↑(2分) 0.2(2分)
【解析】
(1)①根据常见的放热反应有:所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应,所有中和反应;绝大多数化合反应和铝热反应;②中和反应是放热反应;(2)根据金属的活泼性和原电池原理分析,锌做负极被氧化,铜做正极溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,根据消耗的金属的量和电极反应中电子守恒计算;
(1)①a、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl混合搅拌属于常见的吸热反应,故a错误;b、碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳的反应是吸热反应,故b错误;c、铝与盐酸反应,发生置换反应,属于氧化还原反应,反应过程中放热,故c正确;因此,本题正确答案是:c。
②中和反应是放热反应,离子方程式为H+ + OH -= H2O ,因此正确答案是:放热; H+ + OH - = H2O。
(2)因为锌比铜活泼,所以锌作负极,消耗的金属为锌,锌失电子生成锌离子进入溶液,电极反应式为锌片:Zn -2e-= Zn 2+,铜片上氢离子得电子生成氢气,所以电极反应式为2H + +2e- = H2↑,原电池工作一段时间后,若消耗锌6.5g,物质的量n(Zn )= 6.5g/65(g.mol-1)=0.1mol,根据反应: Zn+2H+=H2↑+Zn2+ 则放出的氢气为0.1mol,则放出气体的质量为0.2g。答案:Zn;铜电极上产生气体;2H ++2e -= H2↑;0.2。
【题目】碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池,其构造如图1所示。放电时总反应为Zn+2H2O+2MnO2
Zn(OH)2+2MnOOH,从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如下图2所示:
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回答下列问题:
(1)碱性锌锰电池中,锌粉、MnO2、KOH的作用分别是(每空只选1个)_______、_______ 、______。
a.正极反应物b. 正极材料 c.负极反应物
d. 负极材料 e. 电子导体 f. 离子导体
(2)“还原焙烧”过程中,无需外加还原剂即可在焙烧过程中将MnOOH、MnO2还原为MnO,起还原作用的物质是___________。
(3)“净化”是在浸出液中先加入H2O2,再加入碱调节溶液pH到4.5左右,再过滤出沉淀。请完整说明这样操作的目的是______________。
Zn(OH)2 | Fe(OH)3 | Mn(OH)2 | |
开始沉淀的pH | 5.5 | 1.9 | 8.0 |
沉淀完全的pH | 8.0 | 3.2 | 10.0 |
(4) “电解”时,阳极的电极反应式为___。本工艺中应循环利用的物质是____(填化学式)。
(5)若将“粉料”直接与盐酸共热反应后过滤,滤液的主要成分是ZnCl2和MnCl2。“粉料”中的MnOOH与盐酸反应的化学方程式为_____。
(6)某碱性锌锰电池维持电流0.5 A(相当于每秒通过5×10-6 mol电子),连续工作80分钟即接近失效。如果制造一节电池所需的锌粉为6 g,则电池失效时仍有____%的金属锌未参加反应。