题目内容

13．如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜．请按要求回答相关问题：
（1）甲烷燃料电池负极反应式是CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．
（2）石墨（C）极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑．
（3）若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成的气体体积为4.48L；丙装置中阴极析出铜的质量为12.8g．

分析 燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极．
（1）燃料电池中，负极上投放燃料，负极上失电子发生氧化反应．
（2）甲中投放氧化剂的电极是正极，所以乙装置中石墨是阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应．
（3）根据串联电池中转移电子数相等计算铁电极上生成氢气的体积、丙装置中析出铜的质量．

解答 解：燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极．
（1）燃料电池中，负极上投放燃料所以投放甲烷的电极是负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．
故答案为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．
（2）甲中投放氧化剂的电极是正极，所以乙装置中石墨电极是阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑．
故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑．
（3）串联电池中转移电子数相等，若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则转移电子的物质的量=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$，乙装置中铁电极上氢离子放电生成氢气，设生成氢气的体积为xL；丙装置中阴极上析出铜，设析出铜的质量为yg．
2H++2e-=H2↑
2mol 22.4L
0.4mol xL
x=4.48
2Cu 2++2e-=Cu
2mol 64g
0.4mol yg
y=12.8
故答案为：4.48；12.8．

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，难度不大，主要电化学装置的判断和原理的分析．

练习册系列答案
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3．mA（g）+nB（g）?pC（g）（正反应为放热反应）的可逆反应，在恒温条件下，平衡时B在混合物中的含量（B%）与压强的关系如图中实线所示，有关叙述正确的是（　　）
A．m+n＞pB．x点的速率关系为v正＞v逆
C．n＞pD．x点比y点混合物反应速率快
4．化学反应的本质是旧的化学键的断裂和新化学键的形成．已知某些化学键的键能数据如下：
化学键    H-H    Cl-Cl    H-Cl
键能∕（kJ•mol-1）     436     243     431
则下列热化学方程式不正确的是（　　）
A．0.5 H2（g）+0.5 Cl2（g）═HCl（g）△H=-91.5 kJ•mol-1
B．H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=-183 kJ•mol-1
C．0.5 H2（g）+0.5 Cl2（g）═HCl（g）△H=+91.5 kJ•mol-1
D．2HCl（g）═H2（g）+Cl2（g）△H=+183 kJ•mol-1
1．下列反应中，属于释放能量的反应的是②③④⑤，属于吸收能量的反应的是①，属于氧化还原反应又释放能量的反应的是②③⑤．
①煅烧石灰石（主要成分是CaCO3）制生石灰（CaO）②燃烧木炭取暖
③炸药爆炸    ④酸与碱的中和反应    ⑤食物因氧化而腐败．
8．如图是某学校实验室从化学试剂商店买回的浓硫酸试剂标签上的部分内容．现用该浓硫酸配制100mL 1mol•L-1的稀硫酸．可供选用的仪器有：①胶头滴管；②烧瓶；③烧杯；④药匙；⑤量筒；⑥托盘天平．请回答下列问题：
（1）配制稀硫酸时，还缺少的仪器有100mL容量瓶（写仪器名称）；
（2）经计算，配制100mL1mol•L-1的稀硫酸需要用量筒量取上述浓硫酸的体积为5.4mL；
（3）对所配制的稀硫酸进行测定，发现其浓度大于1mol•L-1，配制过程中下列各项操作可能引起该误差的原因是ACE
A．用量筒量取浓硫酸时，仰视刻度线取浓硫酸
B．容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥，含有少量蒸馏水
C．将稀释后的稀硫酸立即转入容量瓶后，紧接着就进行以后的实验操作
D．转移溶液时，不慎有少量溶液洒到容量瓶外面
E．定容时，俯视容量瓶刻度线进行定容F．定容后，把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线，便补充几滴水至刻度处．
18．烃的含氧衍生物A、B能发生如下转化：

已知A分子中C、H、O三种元素的质量比为12：1：16．实验表明A能使溴水褪色，1 mol A与足量NaHCO3溶液反应放出2 mol CO2．请回答：
（1）A分子所含官能团的名称是碳碳双键、羧基，B的分子式是C4H6O5．
（2）A与氢溴酸反应只能得到一种产物，则A的结构简式是HOOCCH=CHCOOH．
（3）B在浓硫酸作用下既能与乙醇，又能与乙酸发生酯化反应．B与过量乙醇反应的化学方程式是．
（4）B失去1分子水后能形成一种四元环状化合物C，C的结构简式是．
（5）写出一种与B含相同官能团的B的同分异构体结构简式．
（6）1mol B与足量Na、NaOH溶液、NaHCO3溶液充分反应，消耗Na、NaOH、NaHCO3物质的量之比为3：2：2．
5．某课外活动小组用如图1所示的实验装置探究氯气与氨气之间的反应．其中A、F为氨气和氯气的发生装置，C为纯净、干燥的氯气与氨气反应的装置．请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl2↑+Mn2++2H2O．
（2）装置A中的烧瓶内固体可选用A（选填以下选项的代号）．
A．碱石灰    B．浓硫酸   C．五氧化二磷
（3）虚线框内应添加必要的除杂装置，请从图2的备选装置中选择，并将编号填入下列空格．BⅡ、DⅢ、EⅠ．
（4）氯气和氨气在常温下混合就能发生反应生成氯化铵和氮气，该反应的化学方程式为：8NH3+3C12=6NH4C1+N2；
（5）若从装置C中G处逸出的尾气中含有N2和少量C12，应如何处理？将导气管与G口连接，另一端插入盛有NaOH溶液的烧杯中．
2．（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ．则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.8 kJ•mol-1．
（2）已知拆开1mol H-H键，1molN-H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ•mol-1．
（3）已知：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890kJ/mol
C3H8（g）+5O2（g）=4H2O（l）+3CO2（g）  H=-2220.0kJ/mol
实验测得甲烷与丙烷的混合气体1mol完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体时，放热1776.7kJ，则混合气体中甲烷与丙烷的体积比为1：2．
（4）反应2A?B+C，在某一温度时，达到平衡．若温度升高，化学平衡正向移动，则正反应是吸热反应；若B是固体，降低压强时，平衡逆向移动，则A是气态；若A是气态，加压时，平衡不移动，则B为气态，C为气态．
3．氮是一种重要的非金属元素，可以形成多种不同类型的化合物，请根据要求回答下列问题：
（1）NA表示阿伏加德罗常数的数值．69g NO2和N2O4的混合气体中含有3NA个氧原子；2L 0.6mol/L Fe（NO3）3溶液中含3.6NA个NO3-离子．
（2）三氟化氮（NF3）是一种无色，无味的气体，它是微电子工业技术的关键原料之一，三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO和HNO3，
①写出该反应的化学方程式3NF3+5H2O═2NO+HNO3+9HF，若反应中生成0.15mol HNO3，转移的电子数目为0.3NA或1.806×1023个．
②三氟化氮可由氨气和氟气反应得到：4NH3+3F2=NF3+3NH4F；据题意推测NF3，F2，NO三种气体中，氧化性由强到弱的顺序为F2，NF3，NO
③NF3是一种无色、无臭的气体，一旦NF3泄漏，可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染，其产物除NaNO2、NaF、H2O外，还肯定有NaNO3（填化学式）．
（3）氨和联氨（N2H4）是氮的两种常见化合物，制备联氨可用丙酮为催化剂，将次氯酸钠与氨气反应，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：1，写出该反应的化学方程式NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O．

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