题目内容

15．（1）今有反应2H2+O2═2H2O以KOH溶液做电解质构成了燃料电池，则负极通的应是H2，正极通的应是O2．电极反应式为：负极H2-2e-+2OH-=2H2O，正极：O2+2H2O+4e-=4OH-．
（2）如把KOH改为稀H2SO4做电解质，则电极反应式为：负极H2-2e-=2H+，正极O2+4H++4e-=2H2O．
（3）如把H2改为CH4、KOH做导电物质，则电极反应式为：负极CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，正极2O2+4H2O+8e-=8OH-．

分析 （1）根据电池反应式可知在反应中H2被氧化，O2被还原．H2应该在负极上反应，O2应该在正极上反应，又因为是碱性溶液，不可能有H+参加或生成；
（2）若将导电物质换为酸性溶液，此时应考虑不可能有OH-生成；
（3）如把H2改为甲烷，KOH溶液做电解质，甲烷在负极失电子发生氧化反应在碱溶液中生成碳酸盐．

解答 解：（1）根据电池反应式可知在反应中H2被氧化，O2被还原．H2应该在负极上反应，O2应该在正极上反应，又因为是碱性溶液，不可能有H+参加或生成，故负极的电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O，正极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-；
故答案为：H2；O2；H2-2e-+2OH-=2H2O；O2+2H2O+4e-=4OH-；
（2）若将导电物质换为酸性溶液，此时应考虑不可能有OH-生成，故负极的电极反应为H2-2e-=2H+，正极的电极反应为O2+4H++4e-=2H2O；
故答案为：H2-2e-=2H+；O2+4H++4e-=2H2O；
（3）如把H2改为甲烷，KOH溶液做电解质，氧气在正极得到电子生成氢氧根离子，则正极为2O2+4H2O+8e-=8OH-，甲烷失电子在碱溶液中反应，甲烷在负极失电子发生氧化反应在碱溶液中生成碳酸盐，此时不会有CO2放出；负极为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；
故答案为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；2O2+4H2O+8e-=8OH-．

点评 本题考查原电池的工作原理，题目难度不大，注意依据原电池的原理应用，首先考虑原电池反应所依据的氧化还原反应，再考虑产物与电解质溶液的反应．

练习册系列答案
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5．氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途，贯穿古今．
（1）水是人体的重要组成成分，是人体中含量最多的一种物质．而“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用如图表达．
试写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，其中水为氧化剂
（2）氯化铵常用作焊接．如：在焊接铜器时用氯化铵除去铜器表面的氧化铜以便焊接，其反应为：
CuO+2NH4Cl$\stackrel{△}{→}$3Cu+1CuCl2+N2↑+4H2O．
①配平此氧化还原反应方程式．
②该反应中，被氧化的元素是氮（填元素名称），氧化剂是CuO（填化学式）．
（3）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1 500℃生成白磷，反应为：
2Ca3（PO4）2+6SiO2═6CaSiO3+P4O10，10C+P4O10═P4+10CO．
每生成1mol P4时，就有20mol电子发生转移．
6．下列有关实验原理或实验操作正确的是（　　）
A．用水润湿的pH试纸测量某溶液的pH
B．用量筒量取20 mL 0.5000 mol•L-1 H2SO4溶液于烧杯中，加水80 mL，配制成0.1000 mol•L-1 H2SO4溶液
C．实验室用图①所示装置制取少量氨气
D．实验室用图②所示装置除去Cl2中的少量HCl
3．X、Y、Z、M、N为短周期的五种主族元素，其中X、Z同主族，Y、Z同周期，M与X、Y既不同族，也不同周期．X原子最外层电子数是核外电子层数的三倍，Y的最高化合价与其最低化合价的代数和等于6．N是短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素．
（1）请写出下列元素的元素符号：XO，YCl，MH．
（2）请写出下列反应的离子方程式：
①N氧化物与NaOH溶液反应：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．
②Y的单质与H2O反应：Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑．
（3）Y与Z相比，非金属性较强的元素是Cl（填元素符号），可以证明该结论的实验是（用离子方程式表示）Cl2+S2-=2Cl-+S↓．
10．甲苯和溴乙烷混合物可通过如下流程进行分离．

请填写下列空白：
（1）X的结构简式为；
（2）操作①能否用分液否，理由是乙醇易溶于水．
（3）写出甲苯与溴乙烷的混合物中加入试剂A时发生反应的化学方程式：C2H5Br+NaOH $→_{△}^{水}$C2H5OH+NaBr．
（4）如果Y为乙烯，则试剂B为浓硫酸，“一定条件”是指170℃．
20．实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是

已知苯甲醛易被空气氧化，苯甲醇的沸点为205.3℃；苯甲酸的熔点为121.7℃，沸点为249℃，溶解度为0.34g；乙醚的沸点为34.8℃，难溶于水．制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如下：

苯甲醛$→_{放置24h}^{KOH、H_{2}O}$白色糊状物$→_{操作Ⅰ}^{水、乙醚}$
试根据上述信息回答下列问题：
（1）操作Ⅰ的名称是萃取（分液），乙醚溶液中所溶主要成分是苯甲醇．
（2）操作Ⅱ的名称是蒸馏，产品甲是苯甲醇．
（3）操作Ⅲ的名称是过滤，产品乙是苯甲酸．
（4）如图所示，操作Ⅱ中温度计水银球上沿放置的位置应是b（填“a”、“b”、“c”或“d”），该操作中，除需蒸馏烧瓶、温度计外，还需要的玻璃仪器是冷凝管、酒精灯、锥形瓶、牛角管，收集产品乙醚的适宜温度为34.8℃．
7．某校课外小组为测定某碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数，甲、乙两组同学分别进行了下列相关实验．[已知Ba（HCO3）2可溶于水]
方案Ⅰ．甲组同学用沉淀分析法，按如图所示的实验流程进行实验：

（1）实验时，过滤操作中，除了烧杯、玻璃棒外，还要用到的玻璃仪器为漏斗．
（2）洗涤沉淀B的操作是用玻璃棒引流，注入蒸馏水，直至刚好没过沉淀，待水自然流干后，重复操作2-3次．
（3）若实验中测得样品质量为m g，沉淀B质量为n g，则碳酸钠的质量分数为$\frac{106n}{197m}$×100%．
方案Ⅱ：乙组同学的主要实验流程图如下：

按如图所示装置进行实验：

（4）该实验中装置B盛放的物质是浓硫酸，分液漏斗中如果用盐酸代替硫酸测量结果将偏小（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）．
（5）在C中装碱石灰来吸收净化后的气体．D装置的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，以确保前一个干燥管中质量增加量的准确性．
（6）有的同学认为为了减少实验误差，在反应前后都通入N2，反应后通入N2的目的是将B、C装置中残留CO2全部驱入D装置的碱石灰中，减小实验误差．
方案III：气体分析法
（7）把一定量样品与足量稀硫酸反应后，用如图装置测量产生CO2气体的体积，B溶液最好采用b（以下选项中选择）使测量误差较小．

a．饱和碳酸钠溶液　　    b．饱和碳酸氢钠溶液   c．饱和氢氧化钠溶液　　　d．饱和硫酸铜溶液
（8）但选用该溶液后实验结果仍然不够准确，其原因可能是部分水残留在BC之间玻璃导管内．
4．欲除去CuSO4•5H2O中的沙子，必要的实验操作为（　　）
A．溶解 过滤 蒸发结晶B．加热 溶解 过滤
C．溶解 过滤 蒸馏D．溶解 过滤 分液
5．过氧化氢（H2O2）的水溶液俗称双氧水，近年来倍受人们的青睐，被称为“绿色氧化剂”．
（1）你认为H2O2被称为“绿色氧化剂”的主要原因是还原产物为水，对环境无污染．
（2）将双氧水加入用盐酸酸化的FeCl2溶液中，溶液由浅绿色变为棕黄色，写出该反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，反应中H2O2作氧化剂．
（3）双氧水能使酸性高锰酸钾溶液褪色，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里：
2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++8H2O+5O2↑．反应中H2O2作还原剂．

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