题目内容

现有如下两个反应:A.2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O  B.CH4+2O2==CO2+2H2O
(1)根据反应的本质,两个反应都为        反应(放热或吸热),判断两个反应能否设计为原电池?(能或不能)
A              B           
(2)如果不能,说明其理由                                     
(3)如果能,最好应选择           电解质溶液(NaOH或H2SO4)。

(4)上图是一个原电池装置,则负极电极反应式:                     
正极电极反应式:                     
(1)、放热,   A不能 ,    B能   (2)、A的反应为非氧化还原反应,无电子转移
(3)、NaOH   (4)负  Zn-2e= Zn2+       正  2H++2e= H2

试题分析:(1)A.2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O为中和反应, B.CH4+2O2==CO2+2H2O为燃烧反应,所以根据反应的本质,两个反应都为放热反应,因为A的反应为非氧化还原反应,无电子转移,所以A不能设计为原电池,B反应为氧化还原反应,有电子的转移,所以B可以设计为电池,B的产物为二氧化碳,所以要采用氢氧化钠溶液,才能将产生的二氧化碳吸收;(4)该装置为锌铜原电池,锌极为负极,其发生的反应为 Zn-2e= Zn2+ ;铜极为正极,其发生的反应为:2H++2e= H2↑。
点评:本题考查了氧化还原反应,原电池的工作原理,这些考点都是高考考查的重点和难度,本题难度中等。
练习册系列答案
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硫化氢(H2S)是一种有毒的可燃性气体,用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池,其总反应式为2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。
(1)该电池工作时正极应通入           
(2)该电池的负极电极反应式为:                                          
(3)该电池工作时负极区溶液的pH        (填“升高”“不变”“降低”)
(4)有人提出K2SO3可被氧化为K2SO4,因此上述电极反应式中的K2SO3应为K2SO4,某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验,以确定电池工作时反应的产物。实验室有下列试剂供选用,请帮助该小组完成实验方案设计。
0.01mol·L-1KMnO4酸性溶液,1mol·L-1HNO3,1mol·L-1H2SO4,1mol·L-1HCl,
0.1mol·L-1Ba(OH)2,0.1 mol·L-1 BaCl2
 
实验步骤
实验现象及相关结论

取少量电解质溶液于试管中,用pH试纸测其pH。
试纸呈深蓝色,经比对溶液的pH约为14,说明溶液中有残余的KOH。

继续加入          溶液,再加入
           溶液,振荡。
若有白色沉淀产生,则溶液中含有K2SO4
若无白色沉淀产生,则溶液中没有K2SO4

另取少量电解质溶液于试管中,先加
1 mol·L-1的H2SO4酸化,再滴入2~3滴0.01 mol·L-1KMnO4酸性溶液,振荡。
                                   
                                  
                                   
                                   
 
(5)若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH56g,取电池工作一段时间后的电解质溶液20.00mL,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤洗涤沉淀,将沉沉在空气中充分加热至恒重,测得固体质量为11.65g,计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度                        。  (结果保留四位有效数字,假设溶液体积保持不变,已知:M(KOH)=56,M(BaSO4)=233,M(BaSO3)=217)

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