题目内容
17.下列四种装置中,均盛200mL的溶液.①0.005mol/LCuSO4溶液,②0.01mol/LH2SO4,③ZnCl2溶液,④KCl溶液.(1)上述四种装置中,为电解池的是①③④ (用编号回答),装置②中两电极的电极反应式分别是:Zn极:Cu2++2e-=Cu,Cu极:4OH--4e-=2H2O+O2↑.
(2)装置④中,通电一开始,Fe极上发生的电极反应式是Fe-2e-=Fe;C极上发生的电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-.
(3)工作一段时间后,测得导线上均通过0.002mol电子,则上述装置 ②中生成气体的体积是22.4mL(溶液体积变化忽略不计).
分析 (1)有外接电源的属于电解池,没有外接电源的属于原电池,装置①中是用惰性电极电解硫酸铜溶液,阳极上氢氧根离子放电,阴极上铜离子放电;
(2)装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,该装置中电解质溶液呈中性,铁发生吸氧腐蚀,铁易失电子作负极,碳作正极;
(3)根据各个装置中氢离子或氢氧根离子浓度变化判断.
解答 解:(1)有外接电源的属于电解池,没有外接电源的属于原电池,所以属于电解池的是①③④,
装置①中是用惰性电极电解硫酸铜溶液,阳极上氢氧根离子放电,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极上铜离子放电,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,
故答案为:①③④;Cu2++2e-=Cu;4OH--4e-=2H2O+O2↑;
(2)装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,该装置中电解质溶液呈中性,铁发生吸氧腐蚀,铁易失电子作负极,碳作正极,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-=Fe,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,
故答案为:Fe-2e-=Fe;O2+2H2O+4e-=4OH-;
(3)②中电解的是硫酸,正极上发生电极反应:2H++2e-=H2↑;当转移电子0.002mol时,得到氧气的物质的量是0.001mol,体积是22.4mL,故答案为:22.4.
点评 本题考查了原电池和电解池原理,明确离子放电顺序是解本题关键,难度不大.
练习册系列答案
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7.x、y为两种元素的原子,x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构,由此可知( )
| A. | x的原子半径大于y的原子半径 | |
| B. | x的第一电离能小于y 的第一电离能 | |
| C. | x阴离子的半径小于y阳离子的半径 | |
| D. | x的电负性大于y的电负性 |
8.下列化学用语使用正确的是( )
| A. | NH4Cl的电子式: | |
| B. | 用电子式表示氯化氢分子的形成过程: | |
| C. | 氧化钠的电子式: | |
| D. | R2+离子核外有a个电子,b个中子,R原子表示为:${\;}_{a+2}^{a+b+2}$R |
5.如表所示的五种元素中,W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22.下列说法正确的是( )
| X | Y | ||
| W | Z | ||
| T |
| A. | 原子半径的大小顺序为:rZ>rW>rY>rX | |
| B. | 离子Y2-和X3-的核外电子数和电子层数都不相同 | |
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| D. | T元素的单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物TZ4 |
12.锌锰干电池是家庭常用的电池,该电池工作时发生的化学反应为Zn+2NH4Cl+2MnO2═Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH),下列说法正确的是( )
| A. | 电池工作时锌片作为正极 | |
| B. | 电池工作时从负极向外电路输出电子 | |
| C. | 电池工作时MnO2发生还原反应 | |
| D. | 电池工作时电能向化学能转化 |
2.能源、环境与人类生活密切相关,研究它们的综合利用有重要意义.
Ⅰ.二甲醚可代替汽油作新型清洁燃料.常温常压下,二氧化碳加氢可选择性生产二甲醚(CH3OCH3)或一氧化碳.已知二甲醚、氢气的燃烧热分别为-1455kJ/mol,-285.8kJ/mol
(1)写出CO2加氢转化为CH3OCH3(g)和H2O(l)的热化学方程式2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(l)△H=-259.8kJ•mol-1,该反应的平衡常数的表达式为)
$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})}{{c}^{2}(C{O}_{2}){c}^{6}({H}_{2})}$..
(2)等物质的量的CO和H2在一定条件下可合成CH3OCH3,同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物,该反应的化学方程式为:3CO+3H2═CH3OCH3+CO2.
(3)二甲醚燃料电池原理如图1所示

①M区发生的电极反应式为CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+.
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗CH3OCH3的质量为0.24g(假设溶液电解前后体积不变,保留2位有效数字).
Ⅱ.硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应为:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)△H=-41.8kJ•mol-1
(1)下列说法中可以说明该反应已达到平衡状态的是bd
a.体系内混合气体的密度保持不变 h.v(NO2)正=v(SO3)逆
c.容器内气体的总压强保持不变 d.NO体积分数不再改变
(2)某温度下,NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)的平衡常数K=$\frac{9}{4}$,该温度下在甲、乙、丙三个体积为2L的恒容密闭容器中,投入NO2(g)和SO2(g),其起始浓度如表所示,
①10min后,甲中达到平衡,则甲中反应的平均速率v(NO2)=0.006mol/(L•min).
②丙达到平衡所用的时间<10min(填“<”“>”“=”),达到平衡后,设甲、乙、丙中SO2(g)的转化率分别为a、b、c,则三者的大小关系为a=c<b.
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(1)写出CO2加氢转化为CH3OCH3(g)和H2O(l)的热化学方程式2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(l)△H=-259.8kJ•mol-1,该反应的平衡常数的表达式为)
$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})}{{c}^{2}(C{O}_{2}){c}^{6}({H}_{2})}$..
(2)等物质的量的CO和H2在一定条件下可合成CH3OCH3,同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物,该反应的化学方程式为:3CO+3H2═CH3OCH3+CO2.
(3)二甲醚燃料电池原理如图1所示
①M区发生的电极反应式为CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+.
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗CH3OCH3的质量为0.24g(假设溶液电解前后体积不变,保留2位有效数字).
Ⅱ.硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应为:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)△H=-41.8kJ•mol-1
(1)下列说法中可以说明该反应已达到平衡状态的是bd
a.体系内混合气体的密度保持不变 h.v(NO2)正=v(SO3)逆
c.容器内气体的总压强保持不变 d.NO体积分数不再改变
(2)某温度下,NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)的平衡常数K=$\frac{9}{4}$,该温度下在甲、乙、丙三个体积为2L的恒容密闭容器中,投入NO2(g)和SO2(g),其起始浓度如表所示,
| 起始浓度 | 甲 | 乙 | 丙 |
| c(NO2)/mol•L-1 | 0.10 | 0.20 | 0.20 |
| c(SO2)/mol•L-1 | 0.10 | 0.10 | 0.20 |
②丙达到平衡所用的时间<10min(填“<”“>”“=”),达到平衡后,设甲、乙、丙中SO2(g)的转化率分别为a、b、c,则三者的大小关系为a=c<b.
9.下列各组离子能在溶液中大量共存的是( )
| A. | K+、Na+、NO3-、SO42- | B. | Al3+、OH-、Cl-、Na+ | ||
| C. | NO3-、Cl-、Na+、Ag+ | D. | CO32-、H+、Ca2+、Na+ |
6.下列说法正确的是( )
| A. | 非自发反应在任何条件下都不能发生 | |
| B. | 冰融化为水的过程中△H<0,△S>0 | |
| C. | 2H2(g)+02(g)=2H2O(l)△H=-572kJ•mol-1此反应在低温时可以自发进行 | |
| D. | 知道了某过程有自发性之后,可预测过程发生完成的快慢 |
10.下列说法错误的是( )
| A. | ns电子的能量可能低于(n-1)p电子的能量 | |
| B. | 6C的电子排布式1s22s22px2反了洪特规则 | |
| C. | 电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理 | |
| D. | 电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理 |