题目内容

14.热电池是一种可长期储备电能的电池,高氯酸钾广泛用于热电池.铁和高氯酸钾反应提供的能量使盐熔化导电,从而激活电池.铁和高氯酸钾的热电池反应为KClO4(s)+4Fe(s)═KCl(s)+4FeO(s)△H下列说法正确的是(  )
A.正极反应式为KClO4(s)+8e?═KCl(s)+4O2?(l)
B.在该热电池中,铁为负极,发生还原反应
C.△H参与反应的高氯酸钾越多,其值越小
D.生成1 mol FeO转移8 mol电子

分析 A.原电池的正极发生还原反应;
B.原电池的负极上发生失电子的氧化反应;
C.原电池是一个自发进行的放热反应,化学反应焓变数值和参与反应物的量无关;
D.根据化合价的升降情况来确定电子转移数目.

解答 解:A.原电池的正极发生还原反应,熔融盐可传递氧离子,正极反应式为KClO4(s)+8e-═KCl(s)+4O2-(l),故A正确;
B.铁为负极,发生氧化反应,故B错误;
C.原电池是一个自发进行的放热反应,则△H<0,但热化学方程式中反应热值只与化学计量数有关,和参与反应物的量无关,故C错误;
D.根据热电池反应:KClO4(s)+4Fe(s)═KCl(s)+4FeO(s),生成1 molFeO转移2mol电子,故D错误;
故选A.

点评 本题考查学生原电池的工作原理以及电极方程式的书写知识,注意知识的归纳和整理是关键,难度中等.

练习册系列答案
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4.氮化铝(AlN)具有耐高温,广泛应用于集成电路生产领域,是一种新型无机非金属材料.某AlN样品仅含有Al2O3杂质,为测定AlN的含量,设计如下三种实验方案.
已知:AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3
[方案1]
取一定量的样品,用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持仪器已略去).

(1)图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸.
(2)完成以下实验步骤:组装好实验装置,首先检查装置气密性,再加入实验药品.接下来的实验操作是关闭K1,打开K2,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液至不再产生气体.打开K1,通过氮气一段时间,测定C装置反应前后的质量变化.通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置中.
(3)由于装置存在缺陷,导致测定结果偏高,请提出改进意见C装置出口处连接一个干燥装置.
[方案2]
用如图装置测定m g样品中AlN的纯度(部分夹持装置已略去).

(4)为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是ac(填字母).
a.CCl4         b.H2O         c.d.NH4Cl溶液
(5)若m g样品完全反应,测得生成气体的体积为V mL(已转换为标准状况),则AlN的质量分数为$\frac{41V}{22400m}$×100%.
[方案3]
按以下步骤测定样品中AlN的纯度:

(6)若步骤②通入少量CO2,则生成沉淀的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓.
(7)若在步骤③中未洗涤,测定结果将偏高(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
6.某研究性学习小组为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计了下列三种不同实验方案进行探究,请根据他们的设计回答有关问题.
【探究一】实验方案:铝镁合金$\stackrel{NaOH溶液}{→}$测定剩余固体质量.
问题讨论:
(1)实验中发生反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑.
(2)若实验中称取5.4g铝镁合金粉末样品,投入V mL 2.0mol/L NaOH溶液中,充分反应.则NaOH溶液的体积V mL≥97mL.
(3)实验中,当铝镁合金充分反应后,在称量剩余固体质量前,还需进行的实验操作按顺序依次为过滤、洗涤、干燥固体.
【探究二】实验方案:称量x g铝镁合金粉末,放在如图所示装置的惰性电热板上,通电使其充分灼烧.
问题讨论:
(4)欲计算Mg的质量分数,该实验中还需测定的数据是灼烧后固体的质量.
(5)假设实验中测出该数据为y g,则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为$\frac{17x-9y}{2x}$(用含x、y的代数式表示).
【探究三】实验方案:铝镁合金$\stackrel{稀硫酸}{→}$测定生成气体的体积.
问题讨论:
(6)同学们拟选用如图2的实验装置完成实验,你认为最简易的装置的连接顺序是a接edg.(填接口字母,仪器不一定全选)

(7)同学们仔细分析(6)中连接的实验装置后,又设计了如图3、4所示的实验装置.
①装置中导管a的作用是保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下,滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差.
②实验前后碱式滴定管中液面读数分别如图4,则产生氢气的体积为16.00mL.
③与图3装置相比,用(6)中连接的装置进行实验时,容易引起误差的原因是由于稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小(任写一点).

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