题目内容

20．用如图所示装置进行实验，请回答下列问题：
（1）当K与B连接，a、b两电极材料分别为Cu和Al时．
①若电解质溶液为NaOH溶液，则负极材料为Al（填“Al”或“Cu”）；正极的电极反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-．
②若电解质溶液为浓硝酸溶液，一段时间后，负极材料为Cu（填“Al”或“Cu”）；负极的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+．
（2）当K与A连接，a、b两电极材料均为石墨，电解质溶液为饱和Na2CO3溶液时，a电极上发生氧化（填“氧化”或“还原”）反应；电解一段时间后，b电极上收集到标准状况下VL气体时，溶液中析出了mgNa2CO3•10H2O，则电解前溶液的质量分数为$\frac{m×\frac{106}{286}}{m+\frac{18V}{22.4}}$×100%（用m，V表示即可）

分析 （1）①当K与B连接，属于原电池装置，当电解质溶液为氢氧化钠溶液时，铝能与氢氧化钠溶液反应产生偏铝酸钠和氢气，铝失电子发生氧化反应，总反应减负极反应式得到正极反应；
②当电解质溶液为浓硝酸溶液，铝遇浓硝酸发生钝化，则铜作负极，铜失电子发生氧化反应；
（2）当K与A连接，属于电解装置，电解质溶液为饱和Na2CO3溶液，a与电源正极相连的是阳极，氢氧根失电子发生氧化反应，b与电源负极相连的是阴极，氢离子得电子发生还原反应，实质是电解水，电解后溶液仍是饱和溶液，则电解前溶液的质量分数=$\frac{析出碳酸钠的质量}{析出晶体的质量+电解消耗水的质量}$×100%．

解答 解：（1）①当K与B连接，属于原电池装置，当电解质溶液为氢氧化钠溶液时，铝能与氢氧化钠溶液反应产生偏铝酸钠和氢气，总反应为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，铝作负极，铝失电子发生氧化反应，电极反应为：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O，总反应减负极反应式得到正极反应：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-，
故答案为：Al；6H2O+6e-=3H2↑+6OH-；
②当电解质溶液为浓硝酸溶液，铝遇浓硝酸发生钝化，则铜作负极，铜失电子发生氧化反应，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，
故答案为：Cu；Cu-2e-=Cu2+；
（2）当K与A连接，属于电解装置，电解质溶液为饱和Na2CO3溶液，a与电源正极相连的是阳极，氢氧根失电子发生氧化反应产生氧气，b与电源负极相连的是阴极，氢离子得电子发生还原反应产生氢气，实质是电解水，总反应为：2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑，
电解一段时间后，b电极上收集到标况下VL气体时，则氢气物质的量为：n=$\frac{VL}{22.4L/mol}=\frac{V}{22.4}mol$，消耗水的质量为：$\frac{V}{22.4}$mol×18g/mol=$\frac{18V}{22.4}$g，
析出mgNa2CO3•10H2O中，碳酸钠的质量为：m×$\frac{106}{286}$g，电解后溶液仍是饱和溶液，
电解前溶液的质量分数=$\frac{析出碳酸钠的质量}{析出晶体的质量+电解消耗水的质量}$×100%=$\frac{m×\frac{106}{286}}{m+\frac{18V}{22.4}}$×100%，
故答案为：氧化；$\frac{m×\frac{106}{286}}{m+\frac{18V}{22.4}}$×100%．

点评 本题综合考查原电池和电解池的工作原理，侧重于考查学生电极的判断以及电极反应式的书写，题目难度较大，在判断正负极时不能只考虑金属的活泼性，要注意把握电解质溶液的性质．

练习册系列答案
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10．CsICl2是一种碱金属的化合物，这类物质在化学反应中既可表现氧化性又可表现还原性，有关该物质的说法正确的是（　　）
A．Cs显+3价，I、Cl均显-1价
B．在CsICl2溶液中通入SO2气体，有硫酸生成
C．Cs显+1价，Cl显+1价，I显-3价
D．在CsICl2溶液中通入Cl2，有单质碘生成
11．碳和氮是动植物体中的重要组成元素，向大气中过度排放二氧化碳会造成温室效应，氮氧化物会产生光化学烟雾，目前，这些有毒有害气体的处理成为科学研究的重要内容．
（1）已知2.00g的C2H2完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体放出99.6kJ热量，写出表示C2H2燃烧热的热化学方程式C2H2（g）+$\frac{5}{2}$O2（g）=2CO2（g）+H2O（l）△H=-1294.8 kJ/mol．
（2）利用上述反应设计燃料电池（电解质溶液为氢氧化钾溶液），写出电池负极的电极反应式C2H2-10e-+14OH-=2CO32-+8H2O．
（3）用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）．某研究小组向一个容器容积为3L且容积不变的密闭真空容器（固体试样体积忽略不计）中加入NO和足量的活性炭，在恒温（T1℃）条件下反应，测得不同时间（t）时各物质的物质的量（n）如表：

NON2CO2
02.0000
101.160.420.42
200.800.600.60
300.800.600.60
①10min～20min以v（NO）表示的反应速率为0.012mol/（L•min）．
②下列各项能判断该反应达到平衡状态的是ACE（填序号字母）．
A．v（NO）（正）=2v（N2）（逆）               B．容器内CO2和N2的体积比为1：1
C．混合气体的平均相对分子质量保持不变   D．容器内压强保持不变
E．混合气体的密度保持不变
③一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率不变  （填“增大”、“不变”或“减小”）．
（4）在3L容积可变的密闭容器中发生上述反应：H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g），恒温下c（CO）随反应时间t变化的曲线Ⅰ如图1所示．
①若在t0时改变一个条件，使曲线Ⅰ变成曲线Ⅱ，则改变的条件是加入催化剂；
②若在t0时刻将容器体积快速压缩至2L（其他条件不变），请在图1中画出c（CO）随反应时间t变化的曲线．
（5）已知：CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）？H=-41.2kJ/mol，850℃时在一体积为10L的恒容密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，CO和H2O浓度变化如图2所示：下列说法正确的是B（填序号）
A．达到平衡时，氢气的物质的量是0.12mol
B．达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量
C．第6min时，若升高温度，反应正向移动
D．第8min时，若充入氦气，会导致v正（CO）＜v逆（H2O）
（6）图3表示在温度分别为T1、T2时，平衡体系中CO的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A＜C（填“＞”、“=”或“＜”，下同），由状态B到状态A，可采用升温的方法（填“升温”或“降温”）．
8．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．如图是用甲醇燃料电池电解饱和食盐水的装置示意图．已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O．
请回答下列问题
（1）甲池是原电池装置（池），通入CH3OH的电极名称是负极（填“正极”或“负极”）；通入O2的一极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-═4OH-；
（2）乙池中A是阴极（填“阴”或“阳”）； B电极上产生的物质可用可用湿润的淀粉碘化钾试纸来检验氯气来检验．
（3）乙池中的总反应化学方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑；
（4）反应结束后乙池中A（石墨）电极上共收集到气体0.1mol，则甲池中理论上消耗O21120 mL（标准状况下）．
（5）若将乙池中的NaCl溶液换成AgNO3溶液，B电极上发生的电极反应：4OH--4e-═O2↑+2H2O．
15．下列实验能获得成功的是（　　）
A．140℃时，无水乙醇与浓硫酸共热可制备乙烯
B．往油脂中加稀硫酸与之共热可发生皂化反应
C．可用碘溶液检验淀粉是否水解完全
D．验证溴乙烷中的溴元素，可直接加AgNO3溶液观察是否有淡黄色沉淀生成
5．如表各组物质中，物质之间不可能实现如图X$\stackrel{M}{→}$Y$\stackrel{M}{→}$Z所示转化的是（　　）
选项XYZM
AFe（s）FeCl2FeCl3Cl2
BNaOH（aq）Na2CO3NaHCO3CO2
CNH3（g）NONO2O2
DNaOHNOAlO2Al（OH）3AlCl3
A．AB．BC．CD．D
12．按照初中化学的分类方法，下列反应既属于氧化反应又属于化合反应的是（　　）
A．NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑B．2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$ 2KCl+2O2↑
C．S+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO2D．2CuO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO2
6．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是（　　）
A．25℃，pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA
B．常温下，1 L 0.1 mol•L-1的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA
C．10 L pH=1的硫酸溶液中含有的H+为2NA
D．欲配制1.00 L 1.00 mol•L-1的NaCl溶液，可将58.5 g NaCl溶于1.00 L水中
7．亚硫酸钠是常用的漂白剂和防腐剂，可通过下列反应制备：SO2+NaOH→NaHSO32NaHSO3+Na2CO3→2Na2SO3+CO2↑+H2O
（1）200 mL1.00mol/LNaOH溶液含NaOH0.2mol．
（2）11.2L（标准状况）SO2与NaOH溶液反应，最多可生成钠盐0.5mol．
（3）SO2通过NaOH溶液中也可能发生反应SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O．将一定量SO2通入含有6molNaOH的溶液充分反应，在反应后的溶液中逐滴加入Na2CO3溶液并加热至气体不再产生，共放出2molCO2，计算生成Na2SO3的质量由碳元素守恒可知参加反应的Na2CO3为2mol，最终S元素全部以Na2SO3形式存在，根据钠离子守恒，最终生成n（Na2SO3）=n（Na2CO3）+$\frac{1}{2}$n（NaOH）=2mol+$\frac{1}{2}$×6mol=5mol，其质量为5mol×126g/mol=630g，所以最终生成Na2SO3的质量为630g（写出计算过程）．

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