题目内容

15．如图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH为电解液，下列有关说法中不正确的是（　　）
A．该能量转化系统中的水也是可能循环的
B．燃料电池系统将电能转化为化学能
C．水电解系统中的阳极反应：4OH-═2H2O+O2↑+4e-
D．燃料电池放电时的负极反应：H2+2OH-═2H2O+2e-

分析 根据空间站能量转化系统局部示意图，利用水的分解反应和燃料电池中的反应来分析反应中的能量变化，向阳面时，发生的是电解反应，背日面时，发生的是原电池反应．

解答 解：A．由转化图可知，该系统中水既可分解也可生成，是循环使用的，故A正确；
B．燃料电池系统产生的能量来源于所发生的化学反应，燃料电池系统是将化学能转化为电能，故B错误；
C．水电解时，阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，故C正确；
D．燃料电池放电时，负极上氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H2+2OH--2e-═2H2O，故D正确；
故选B．

点评 本题利用信息来考查电解池、原电池的工作原理，难度不大，注重了与生活实际的紧密联系，也体现了利用所学课本知识能够学以致用．

练习册系列答案
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5．正确表示下列化学反应的离子方程式的是（　　）
A．澄清的石灰水与稀盐酸反应  Ca（OH）2+2H+=Ca2++2H2O
B．铜片插入硝酸银溶液中  Cu+Ag+=Cu2++Ag
C．氢氧化钡溶液与稀硫酸的反应   OH-?+H+=H2O
D．碳酸钙溶于稀盐酸中   CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
6．已知热化学方程式：
①2C2H2（g）+5O2（g）═4CO2（g）+2H2O（ l ）△H1=-2602.0kJ•mol-1
②C（s）+O2（g）═CO2（ g ）△H2=-393.5kJ•mol-1
③H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（ l ）△H3=-285.8kJ•mol-1
则反应④2C（s）+H2（g）═C2H2（ g ）的△H为+228.2 kJ•mol-1．
3．目前，回收溴单质的方法主要有水蒸气蒸馏法和萃取法等．某兴趣小组通过查阅相关资料拟采用如下方案从富马酸废液（含溴0.27%）中回收易挥发的Br2：

（1）操作X所需要的主要玻璃仪器为分液漏斗；反萃取时加入20%的NaOH溶液，其离子方程式为Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O．
（2）反萃取所得水相酸化时，需缓慢加入浓硫酸，并采用冰水浴冷却的原因是减少Br2的挥发．
（3）溴的传统生产流程为先采用氯气氧化，再用空气水蒸气将Br2吹出．与传统工艺相比，萃取法的优点是没有采用有毒气体Cl2，更环保．
（4）我国废水三级排放标准规定：废水中苯酚的含量不得超过1.00mg/L．实验室可用一定浓度的溴水测定某废水中苯酚的含量，其原理如下：+3Br2→+3HBr
①请完成相应的实验步骤：
步骤1：准确量取25.00mL待测废水于250mL锥形瓶中．
步骤2：将4.5mL 0.02mol/L溴水迅速加入到锥形瓶中，塞紧瓶塞，振荡．
步骤3：打开瓶塞，向锥形瓶中加入过量的0.1mol/L KI溶液，振荡．
步骤4：滴入2～3滴淀粉溶液，再用0.01mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗 Na2S2O3溶液15mL．（反应原理：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6）
步骤5：将实验步骤1～4重复2次．
②该废水中苯酚的含量为18.8mg/L．
③步骤3若持续时间较长，则测得的废水中苯酚的含量偏低（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
10．下列离子方程式正确的是（　　）
A．Fe（OH）3溶于HI溶液中：Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O
B．磁性氧化铁溶于稀盐酸：Fe3O4+8H+═Fe3++2Fe2++4H2O
C．NaAlO2溶液中通入过量CO2：AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-
D．酸性高锰酸钾溶液和硫酸亚铁溶液反应：MnO4-+3Fe2++4H+═MnO2↓+3Fe3++2H2O
20．在标准状况下，下列物质所占体积最大的是（　　）
A．98gH2SO4B．56gFeC．44.8LHCID．6gH2
7．铅有+2价、+4价．铅及铅的化合物在生产中有广泛应用．仿照Fe3O4改写成Fe2O3•FeO．可以将Pb3O4改写成2PbO•PbO2．
8．铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用．
（1）硫酸铁铵[NH4Fe（SO4）2•12H2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等．写出硫酸铁铵溶液中离子浓度的大小顺序c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（Fe3+）＞c（H+）＞c（OH-）．
（2）FeSO4/KMnO4工艺与单纯混凝剂[FeCl3、Fe2（SO4）3]相比，大大降低了污水处理后水的浑浊度，显著提高了对污水中有机物的去除率．二者的引入并未增加沉降后水中总铁和总锰浓度，反而使二者的浓度降低，原因是在此条件下（pH约为7）KMnO4可将水中Fe2+、Mn2+氧化为固相的+3价铁和+4价锰的化合物，进而通过沉淀、过滤等工艺将铁、锰除去．已知：Ksp（Fe（OH）3=4.0×10-38，则沉淀过滤后溶液中c（Fe3+）约为4.0×10-17mol•L-1．写出生成+4价固体锰化合物的反应的离子方程式2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+．
（3）新型纳米材料ZnFe2Ox，可用于除去工业废气中的某些氧化物．制取新材料和除去废气的转化关系如图1：

①用ZnFe2Ox除去SO2的过程中，氧化剂是SO2．
②用ZnFe2Ox除去NO2的过程中，若x=3，则消除1mol NO2，需要ZnFe2Ox的质量为450 g．
③用ZnFe2O4制取ZnFe2Ox的过程中，若x=3.5，则ZnFe2O4与H2反应的物质的量之比为2：1．
（4）工业上常采用如图2所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫．通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为：2[Fe（CN）6]3-+2CO${\;}_{3}^{2-}$+H2S=2[Fe（CN）6]4-+2HCO${\;}_{3}^{-}$+S↓．电解时，阳极的电极反应式为[Fe（CN）6]4--e-═[Fe（CN）6]3-；电解过程中阴极区溶液的pH变大（填“变大”、“变小”或“不变”）．
9．工业上，向500-600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁．现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验．回答下列问题：

（1）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，装置B的作用是除去氯气中混有的水蒸气，D中发生反应的离子方程式是Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，实验时，先打开A中分液漏斗活塞让液体滴入烧瓶中，点燃A处酒精灯，待C中玻璃管全部充满黄绿色气体后点燃C处酒精灯，理由是防止加热时铁粉与氧气发生反应．
（2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取HCl．尾气的成分是HCl和H2．若仍用D的装置进行尾气处理，存在的问题是发生倒吸、可燃性气体H2不能被吸收．
（3）若操作不当，制得的FeCl2 会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是KSCN溶液．欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先先点燃A处的酒精灯，通入氯化氢（赶尽装置中的空气），再点燃C处的酒精灯．

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