题目内容

下图所示装置中发生反应的离子方程式为:Zn + 2H+=Zn2+ + H2↑,下列说法错误的是


  1. A.
    a、b不可能是同种材料的电极
  2. B.
    该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸
  3. C.
    该装置可看作是铜一锌原电池,电解质溶液是稀硫酸
  4. D.
    该装置中通过2 mol电子,生成的气体在标况下的体积为22.4L
A
试题分析:若a与电源正极相连,b与电源负极相连,稀硫酸为电解液,则a、b可以都是锌电极,则阳极反应式为Zn—2e=Zn2+,阳离子移向阴极,氢离子比锌离子容易得到电子,则阴极反应式为2H++2e=H2↑,故A错误;该装置可能是电解池,锌作阳极,稀盐酸为电解液,则阳极反应式为Zn—2e=Zn2+,阴极反应式为2H++2e=H2↑,故B正确;若为铜锌原电池,稀硫酸为电解质溶液,由于锌比铜活泼,则锌是负极,铜是正极,则负极反应式为Zn—2e=Zn2+,阳离子移向正极,氢离子比锌离子容易得到电子,则正极反应式为2H++2e=H2↑,故C正确;由于Zn+2H+=Zn2++H2↑~2e中各物质的系数之比等于物质的量之比,则该装置中通过2mol电子时生成的氢气的物质的量为1mol,标准状况下用n=V/Vm求得氢气的体积为22.4L,故D正确。
考点:考查电化学,涉及总反应式、电极材料、电解质溶液、电解池、原电池、电极反应式、电极产物与转移电子之间关系的应用等。
练习册系列答案
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某研究性学习小组设计如下图所示装置,用浓硝酸、铜片、稀硫酸、水等四种试剂进行实验,探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察它们的还原产物。填写下列空白。

【实验探究】

(1)探究浓硝酸的强氧化性

将过量铜片置于具支试管的底部,通过分液漏斗往具支试管中加入少量浓硝酸,用排水法收集产生的气体。

①在具支试管中观察到实验现象是__________________________________。

②具支试管中发生反应的化学方程式为:____________________________。

(2)探究稀硝酸的强氧化性

①上述反应完成后,欲进一步探究稀硝酸的强氧化性,紧接着简便、合理的实验操作是:

________________________________________________________。

②能证明稀硝酸与铜反应的还原产物为NO的实验现象是______________(填标号)。

A.c中收集到无色气体

B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色

C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色

【实验反思】

(1)某同学提出,实验过程中若操作不慎,易出现倒吸现象。对该实验装置进行改进的方案是:可在b与c之间连接____________________________(填装置的名称)。

(2)利用该装置先进行铜与浓硝酸的反应,再进行铜与稀硝酸反应的实验顺序的合理性是:

_____________________________________________________________________。

【问题讨论】

在用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)分别反应时,发现反应后所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。针对此现象,同学们进行讨论,提出两种意见:

①认为两溶液所显颜色不同的原因,是因为Cu2+浓度的差异引起的。

②认为前者溶液呈绿色是因为生成的红棕色NO2气体溶解于溶液中引起的。

你认为上述意见______________(填“①”或“②”)合理。(注:若选填①,下题中只答Ⅰ;若选填②,下题中只答Ⅱ)Ⅰ.如果你认为合理,理由是____________________________。

Ⅱ.如果你认为合理,请设计一个简单的实验进行验证:____________________________。

工业上生产金属钛的方法很多。以钛铁矿(主要成分FeTiO3,钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛,生产的工艺流程图如下,其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方程式为:

FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O

 

回答下列问题:

(1)钛铁矿和浓硫酸反应属于______________________  (选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。

(2)上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe2被氧化,物质A是________,上述制备TiO2的过程中,所得到的副产物和可回收利用的物质分别是__________、___________。

(3)反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是_______________。

(4)由二氧化钛制取四氯化钛所涉及的反应有:

TiO2 (s)+ 2Cl2 (g) +2C(s) =TiCl4(g) + 2CO(g)    ΔH1 = -72 kJ•mol-1  

TiO2(s) + 2Cl2 (g) =TiCl4(g) + O2 (g)    ΔH2 =+38.8kJ•mol1

C(s)+CO2(g)=2CO(g)   ΔH3 =+282.8kJ•mol1

①反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)在高温下能够自发进行的原因是______________________。

②反应C(s)+O2(g)=CO2 (g)的ΔH=_______________。

(5)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用下图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。①写出阳极所发生反应的电极反应式:________________________________。

②在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是(请结合化学用语解释)                                                                              

 

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