题目内容

10.利用甲烷燃料电池电解饱和食盐水制备漂白液,下列说法中不正确的是(  )
A.燃料电池的A极连接电解池的C极
B.A电极的电极反应式为:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
C.燃料电池工作时H+移向左边
D.电解池总反应式为NaCl+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H2

分析 利用甲烷燃料电池电解饱和食盐水制备漂白液的原理:在阴极上产生氢气,在阳极上产生氯气和氢氧化钠,氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠和水,所以D处产生的是氯气,C处产生的是氢气,根据原本电池的工作原理以及电极反应式来回答判断.

解答 解:利用甲烷燃料电池电解饱和食盐水制备漂白液的原理:在阴极C上产生氢气,在阳极上产生氯气和氢氧化钠,氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠和水,所以D处产生的是氯气,C处产生的是氢气.
A、燃料电池中通入燃料甲烷的电极A是负极,C是阴极,A极连接电解池的C极,故A正确;
B、A电极是负极,燃料发生失电子的氧化反应,其电极反应式为:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,故B正确;
C、燃料电池中阳离子移向正极,即移向右边,故C错误;
D、电解饱和食盐水制备漂白液次氯酸钠,电解池总反应式为NaCl+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H2↑,故D正确.
故选C.

点评 本题考查了原电池和电解池原理及物质的量的有关计算,注意知识的归纳和梳理是解题的关键,难度中等.

练习册系列答案
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20.金属钛(Ti)被誉为21世纪金属,具有良好的生物相容性,它兼具铁的高强度和铝的低密度.其单质和化合物具有广泛的应用价值.氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金的代替品.以TiCl4为原料,经过一系列反应可以制得Ti3N4和纳米TiO2(如图1).

图1中的M是短周期金属元素,M的部分电离能如下表:
I1I2I3I4I5
电离能/kJ•mol-1738145177331054013630
请回答下列问题:
(1)Ti的基态原子外围电子排布式为4d25s2
(2)M是Mg(填元素符号),该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积,配位数为12;
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图2所示.化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子有7个,化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C;

(4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似,如图3所示,该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm,则该氮化钛的密度为$\frac{4×62}{{N}_{A}×(2a×1{0}^{-10})^{3}}$ g•cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值,只列计算式).该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有12个;
(5)科学家通过X-射线探明KCl、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似.且知三种离子晶体的晶格能数据如下:
离子晶体NaClKClCaO
晶格能/kJ•mol-17867153401
KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为TiN>CaO>KCl.
5.某实验研究小组欲检验草酸晶体分解的产物并测定其纯度(杂质不发生反应).查阅资料:草酸晶体( H2C204•2H20)l00℃开始失水,101.5C熔化,150℃左右分解产生H2O、CO和C02.下面是可供选择的实验仪器(图中某些加热装置已略去),实验所需药品不限.

(l)最适宜加热分解草酸晶体的装置是C(试管底部略向下弯成弧形).若选装置A可能会造成的后果是固体药品熔化后会流到试管口;若选装置B可能会造成的后果是冷凝水会倒流到试管底,造成试管破裂.
(2)三种气体检验的先后次序是C(填编号).
A.CO2、H2O、CO    B.CO、H2O、CO2     C.H2O、CO2、CO    D.H2O、CO、CO2
(3)实验利用装置“G(碱石灰)-F-D(CuO固体)-F”检验CO,则F中盛装的试剂是澄清的石灰水,证明含有CO的现象是前一个F中没有浑浊,后一个F中有沉淀,D中固体反应后从黑色变成红色.
(4)把分解装置与装有NaOH溶液的E装置直接组合,测量完全分解后所得气体的体积,测定ag草酸晶体的纯度.经实验得到气体的体积为VmL(已换算成标准状况),则草酸纯度的表达式为$\frac{{126×V×{{10}^{-3}}}}{{\frac{22.4}{a}}}$.
(5)请设计实验方案测量草酸二级电离平衡常数Ka2的值:常温时,用pH计测量0.100mol/L草酸钠溶液的pH,则$c(O{H^-})=\frac{K_w}{{c({H^+})}}$,依据C2O42-+H2O?HC2O4-+OH-计算$\frac{K_w}{{{K_{a2}}}}=\frac{{{c^2}(O{H^-})}}{{0.1-c(O{H^-})}}$,,并根据方案中测得的物理量,写出计算Ka2的表达式${K_{a2}}=\frac{{0.1-c(O{H^-})}}{{{c^2}(O{H^-})}}×{K_w}$.
9.铬是人体必需的微量元素,它与脂类代谢有密切联系,但铬过量会引起污染,危害人类健康.
(1)不同价态的铬毒性不同,三价铬对人体几乎无毒,六价铬的毒性约为三价铬的100倍.电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72-,处理该废水常用的流程如图1所示:

Na2S2O3在此过程中表现还原性.若向含Cr3+的废水中加入过量NaOH溶液,会得到NaCrO2溶液,NaCrO2中Cr元素的化合价为+3价,反应的离子方程式为Cr3++4OH-=CrO2-+2H2O.
(2)交警常用一种“酒精检测仪”检测司机是否酒后驾车.其反应原理如下,请配平该反应方程式:2CrO3+3CH3CH2OH+3H2SO4-1CH3CHO+3Cr2(SO43+6H2O
(3)已知存在平衡:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O.向K2Cr2O7溶液中加入Ba(NO32和Pb(NO32溶液,可析出BaCrO4和PbCrO4两种沉淀,反应的离子方程式为Cr2O72-+H2O+2Ba2+=2BaCrO4↓+2H+(任意写出其中一种即可).
此时溶液中c(Pb2+):c(Ba2+)=2.2×10-3
已知Ksp(BaCrO4)=1.25×10-10;Ksp(PbCrO4)=2.75×10-13
(4)工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料,采用电化学法制备K2Cr2O7,制备装置如图2所示(阳离子交换膜只允许阳离子透过).通电后阳极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+(或4OHˉ-4e-=O2↑+2H2O).请结合方程式解释反应一段时间后,在阴极室得到浓KOH溶液的原因阴极室发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OHˉ,c(OHˉ)增大;K+穿过阳离子交换膜进入阴极室,与OHˉ共同得到KOH.

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