题目内容

7.(1)亚磷酸(H3PO3)是二元酸,与足量NaOH溶液反应,生成Na2HPO3,电解Na2HPO3溶液可得到亚磷酸,装置示意图如下:
说明:阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过.
①阴极的电极反应为2H++2e-=H2↑.
②产品室中反应的离子方程式为HPO32-+2H+=H3PO3.
(2)以二甲醚(CH3OCH3)、空气、KOH溶液为原料,以石墨为电极可直接构成燃料电池,则该电池的负极反应式为CH3OCH3-12e-+16OH -=2CO32-+11H2O;若以1.12L•min-1(标准状况)的速率向电池中通入二甲醚,用该电池电解500mL 2mol•L-1CuSO4溶液,通电0.50min后,计算理论上可析出金属铜的质量为9.6g.

分析 (1)①阳极上是氢氧根离子失电子发生氧化反应,阴极上发生得电子的还原反应;
②产品室中HPO32-和氢离子结合生成亚磷酸;
(2)先写出燃料电池的总反应式,再写出正极的电极反应式,做差得负极电极反应式,根据每个电极转移电子数相同求出析出铜的质量.

解答 解:(1)①阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑,故答案为:2H++2e-=H2↑;
②产品室中HPO32-和氢离子结合生成亚磷酸,反应离子方程式为:HPO32-+2H+=H3PO3,故答案为:HPO32-+2H+=H3PO3;
(2)二甲醚、空气、KOH溶液为原料总电池反应方程式为:CH3OCH3+3O2+4OH-=2CO32-+5H2O ①
正极电极反应式为:3O2+6H2O+2e-=12e- ②
①-②得:CH3OCH3-12e-+16OH -=2CO32-+11H2O
n(CH3OCH3)=$\frac{1.12L/min×0.5min}{22.4L/mol}$=0.025mol
n(Cu2+)=0.5L×2mol/L=1mol
CH3OCH3~12e- Cu2+~2e-~Cu
1        12   2        64
0.025   0.3  0.3       9.6
故答案为:CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O;9.6g.

点评 本题考查了燃料电池、电解池计算知识,注意知识的归纳和梳理是关键,难度中等.

练习册系列答案
相关题目
17.Ⅰ. 请回答:
(1)H2O2的电子式.
(2)煤燃烧不能用CO2灭火,用化学方程式表示其理由C+CO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO.
(3)在AgCl沉淀中加入KBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色沉淀,写出反应的离子方程式AgCl(s)+Br-═AgBr(s)+Cl-.
(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式:2MnO${\;}_{4}^{-}$+(  )C2O${\;}_{4}^{2-}$+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O.
Ⅱ. 化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂.一定条件下金属钠和H2反应生成甲.甲与水反应可产生H2,甲与AlCl3反应可得到NaAlH4.将4.80g甲加热至完全分解,得到金属钠和2.24L(已折算成标准状况) 的H2.
请推测并回答:
(1)甲的化学式NaH.
(2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl.
(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑.
(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3) 脱锈过程发生的化学方程式3NaH+Fe2O3=2Fe+3NaOH.
(5)某同学认为:用惰性气体赶尽反应体系中的空气,将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥,再与金属钠反应,得到固体物质即为纯净的甲;取该固体物质与水反应,若能产生H2,即可证明得到的甲一定是纯净的.
判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由制备过程不合理,因为盐酸易挥发,氢气中混有HCl,导致产物中有NaCl;验纯方法不合理,如果有Na残留,Na与水反应也产生氢气,且没有考虑混入的NaCl.
8.实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
CH3CH2OH$→_{170℃}^{H_{2}SO_{4}(浓)}$CH2=CH2  CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚.用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图:有关数据列表如下:
    乙醇1,2-二溴乙烷    乙醚
    状态  无色液体   无色液体  无色液体
密度/g•cm-3    0.79    2.2    0.71
  沸点/℃    78.5    132    34.6
  熔点/℃    一l30    9-1l6
回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是d;(填正确选项前的字母)
a.引发反应    b.加快反应速度     c.防止乙醇挥发   d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入c,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体;(填正确选项前的字母)
a.水        b.浓硫酸         c.氢氧化钠溶液       d.饱和碳酸氢钠溶液
写出吸收酸性气体的化学反应方程式CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O.
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去;
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在下层(填“上”、“下”);
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用b洗涤除去;(填正确选项前的字母)
a.水    b.氢氧化钠溶液     c.碘化钠溶液     d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚.可用蒸馏的方法除去.
9.化学与能源问题和环境污染污染问题密切相关.
Ⅰ.(1)汽车尾气中主要含有CO、NO2、SO2、CO2气体,其中NO2能导致酸雨的形成也能导致光化学烟雾的形成;目前采用的是汽车排气装置中安装一个净化器,可以有效的将尾气中的有害气体转化.
(2)已知:CO(g)+NO2(g)═NO(g)+CO2(g)△H=-akJ•mol-1(a>0)
2CO(g)+2NO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1(b>0)
则CO(g)把NO2(g)还原为N2(g)的热化学方程式为4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)△H=(-2a-b)KJ/mol.
Ⅱ.在容积为2L的密闭容器中,进行如下反应:
A(g)+2B(g)?3C(g)+D(g),在不同温度下,D的物质的量n(D)和时间t的关系如图1.

请回答下列问题:
(1)700℃时,0~5min内,以C表示的平均反应速率为0.135mol/(L.min).
(2)能判断反应达到化学平衡状态的依据是AB.
A.容器中压强不变     B.混合气体中c(A)不变      C.2v正(B)=v逆(D)    D.c(A)=c(C)
(3)若最初加入1.2mol A和2.4mol B,利用图中数据计算在800℃时的平衡常数K=2.025,该反应为吸热反应(填“吸热”或“放热”).
(4)800℃时,某时刻测得体系中物质的量浓度如下:c(A)=0.60mol/L,c (B)=0.50mol/L,c(C)=1.00mol/L,c(D)=0.18mol/L,则此时该反应向正方向移动(填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”).
Ⅲ.  甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用如图2装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式Co2+-e-=Co3+;
②写出除去甲醇的离子方程式6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+.

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