题目内容

4．根据下列原电池示意图，回答下列问题：
（1）石墨为正 极，其电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，原电池总离子反应式是Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+．
（2）若以该电池作为电源，以Pt为电极电解CuSO4溶液，在电池的工作过程中，Zn极质量变化了6.5g，电子从电池的Zn极沿导线流向电解池的阴极（填“阴极”或“阳极”，下同）；在电解池中Cu2+向阴极移动，阳极的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，产生气体在标准状况下的体积为1.12 L．

分析 （1）在原电池中较活泼的金属作负极，失电子发生氧化反应，电子经导线传递到正极，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极．Zn做负极电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，石墨做正极，三价铁离子在正极上得电子生成二价铁离子，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+，正负极相加即为总反应式；
（2）由于正极是三价铁离子得到电子，和电源负极相连的是电解池的阴极，在电解池中阳离子移向阴极，即铜离子在阴极得电子形成铜，据电子守恒可以求算产生气体的体积．

解答 解（1）在原电池中较活泼的金属作负极，失电子发生氧化反应，电子经导线传递到正极，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极．Zn做负极电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，石墨做正极，三价铁离子在正极上得电子生成二价铁离子，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+，正负极相加即为总反应式；
故答案为：正；Fe3++e-=Fe2+；Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+；
（2）由于正极是氢离子得到电子，所以Cu电极质量不变．和电源负极相连的是电解池的阴极，在电解池中阳离子移向阴极，即铜离子在阴极得电子形成铜，阳极氢氧根放电，反应为 4OH--4e-=2H2O+O2↑，据电子守恒在电池的工作过程中，Zn极质量变化了6.5g，转移0.2mol电子，根据反应为 4OH--4e-=2H2O+O2↑，当有4mol电子转移时产生标况下的气体22.4L，现在0.2mol电子转移时生成气体1.12L，
故答案为：阴极；阴极；1.12．

点评 本题考查了原电池和电解池的相关知识，注意原电池的形成条件、电子守恒，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
14．用如图1所示装置可以完成一系列实验（图中夹持装置已略去）．

用装置A由浓硫酸和浓盐酸混合制取HCl气体，装置B中的三处棉花依次做了如下处理：①包有某固体物质，②蘸有KI溶液，③蘸有石蕊溶液．
请回答下列问题：
（1）仪器P的名称是分液漏斗；
（2）①处包有的某固体物质可能是（填序号）b；
a．MnO2　　b．KMnO4　　c．KCl　　d．Cu
反应开始后，观察到②处有棕黄色物质产生，在实验过程中，在③处能观察到先变红后褪色；
（3）甲同学为了验证剩余气体的主要成分，在C中设计了如图2装置，D中装有铜丝网，装置E的试管中不加任何试剂，装置F的烧杯中加入适量的AgNO3溶液
①实验过程中，装置D的作用是验证剩余气体中含有氯气
②装置F中的现象是有白色沉淀产生；
③乙同学认为甲同学的实验有缺陷，为了确保实验的可靠性，乙同学提出在E和F（填装置字母）之间加装如图3所示装置．你认为如图3广口瓶中可加入足量AC（填字母代号），此试剂的作用是除尽氯化氢气体中的氯气．

A．淀粉-碘化钾溶液  B．四氯化碳溶液  C．湿润的有色布条  D．饱和食盐水．
15．水处理技术在生产、生活中应用广泛，对海水、工业废水和生活污水进行处理是获得淡水，防止水土污染，改善水质的主要措施．
（1）海水淡化常用的三种方法为冻结法海水淡化、蒸馏法海水淡化、反渗透海水淡化．
（2）具有永久硬度的水在软化时可采取的方法有bc（填选项字母，下同）．
a．加热法b．药剂法c．离子交换法
（3）用石灰纯碱法软化硬水时，加入石灰的作用是d．
a．只能降低水中的永久硬度
b．能同时降低水中的永久硬度和暂时硬度
c．可把部分Ca2+所形成的硬度转变为Mg2+形成的硬度
d．可把部分Mg2+所形成的硬度转变为Ca2+形成的硬度
（4）生活用水必须保证安全，自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行①杀菌消毒、②混凝沉淀、③过滤等工艺处理，这三项处理的正确顺序是②③①．（填序号）
（5）高铁酸钠（Na2Fe04）是一种新型饮用水消毒剂，某研究小组的同学设计了用工业废铁屑（含铜、碳、硅等）制取高铁酸钠的工艺流程如图所示：

①废铁屑中加入碳酸钠热溶液的目的为清洗废铁屑表面的油污．
②滤渣的成分为Cu、Si（填化学式）．
③写出Cl2将Z氧化为Na2FO4　的化学方程式：10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O．
④高铁酸钠消毒后的还原产物具有净水作用，解释其净水原理：高铁酸盐在杀菌消毒时，本身被还原成Fe3+，Fe3+易水解生成Fe（OH）3，具有胶体的性质，可吸附水中的悬浮杂质，而起到净化水的作用．
⑤工业上还可用电化学法制备高铁酸钠：采用铁片作阳极，浓NaOH溶液作为电解质溶液．阳极的电极反应式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O．
12．某有机物A能与NaOH溶液反应，其分子中含有苯环，相对分子质量为136，其中含碳的质量分数为70.6%，氢的质量分数为5.9%，其余为氧．
（1）A的分子式是C8H8O2．
（2）若A能与NaHCO3溶液反应放出CO2气体，其结构有4种．
（3）若A与NaOH溶液在加热时才能反应，且1mol A消耗1mol NaOH，则A的结构简式可能是．
（4）若A与NaOH溶液在加热时才能反应，且1mol A消耗2mol NaOH，则符合条件的A的结构可能有4种．
19．下列各组物质 ①O2和O3  ②H、D、T ③CH3CH2CH2CH3 和（CH3）2CHCH3（请在横线上填写序号）
互为同分异构体的是③，互为同位素的是②，互为同素异形体的是①．
9．如图所示的实验，能达到实验目的是（　　）
 A B C D
    
 验证化学能转化为电能 验证非金属性：Cl＞C＞Si 实验室制氨气 研究催化剂对化学反应速率的影响
A．AB．BC．CD．D
16．下列关于CH4和CO2的说法不正确的是（　　）
A．CH4和CO2属于分子晶体
B．CO2和CH4分子中含有极性共价键，但都是非极性分子
C．因为碳氢键键能小于碳氧双键，所以CH4熔点低于CO2
D．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
13．研究含Cl、N、S等元素的化合物对净化水质、防治污染有重要意义．
（1）二氧化氯（ClO2）是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，被称为“第4代消毒剂”．工业上可采用氯酸钠（NaClO3）或亚氯酸钠（NaClO2）为原料制备ClO2．亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂，但在强酸性溶液中会发生歧化反应，产生ClO2气体，离子方程式为5ClO2-+4H+=4ClO2↑+Cl-．
向亚氯酸钠溶液中加入盐酸，反应剧烈．若将盐酸改为相同pH的硫酸，开始时反应缓慢，稍后一段时间产生气体速率迅速加快．产生气体速率迅速加快的原因是：反应生成的氯离子对该反应起催化作用．
（2）电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一．下图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验．
①电源负极为A极（填A或B）：
②写出阴极室发生反应依次为：ClO2+e-=ClO2-、ClO3-+ClO2-+2H+=2ClO2↑+H2O；
（3）已知：
2SO2（g）+O2 （g）?2SO3 （g）△H=-196.6kJ•mol-1
2NO（g）+O2 （g）?2NO2 （g）△H=-113.0kJ•mol-1
则反应NO2（g）+SO2 （g）?SO3 （g）+NO（g）的△H=-41.8kJ•mol-1
一定条件下，将体积比为1：2的NO2（g）、SO2 （g）置于密闭容器中发生上述反应，测得上述反应平衡时的NO2与SO2体积比为1：6，则平衡常数K=$\frac{8}{3}$．
14．利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价产氢率高，具有实用推广价值．
已知：①CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJ•mol-1
②CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-42.3kJ•mol-1
（1）甲烷和水蒸气生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=+163.9kJ•mol-1．
（2）为了探究反应条件对反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-42.3kJ•mol-1
的影响，某活动小组设计了三个实验，实验曲线如图所示
编号温度压强c始（CO）c始（H2O）
Ⅰ530℃3MPa1.0mol•L-13.0mol•L-1
ⅡXY1.0mol•L-13.0mol•L-1
Ⅲ630℃5MPa1.0mol•L-13.0mol•L-1
①请依据实验曲线图补充完整表格中的实验条件：X=530℃，Y=5MPa．
②实验Ⅲ从开始至平衡，其平均反应速度率v （CO）=0.12mol•L-1•min-1．
③实验Ⅱ达平衡时CO的转化率大于 实验Ⅲ达平衡时CO的转化率（填“大于”、“小于”或“等于”）．
④在530℃时，平衡常数K=1，若往10L容器中投入2.0mol CO（g）、2.0mol H2O（g）、1.0mol CO2（g）、1.0mol H2（g），此时化学反应将正向（填“正向”、“逆向”或“不”） 移动．

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