题目内容

18.(1)燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置.氢氧燃料电池已用于航天飞机.以氢氧化钾溶液为电解质溶液的这种电池的负极反应式为2H2+4OH--4e-═4H2O,这种电池在放电使用一段时间后,电解质溶液中的c(OH-)将减小(填“增大”“减小”或“不变”).
(2)如图是银锌原电池装置的示意图,以硫酸铜为电解质溶液.回答下列问题:
锌为负极,该电极上发生氧化反应(“氧化”或“还原”),电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,该原电池的总反应离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu.

分析 (1)通入氢气的一极为电池的负极,发生氧化反应,生成水;反应生成水,溶液的体积增大;
(2)该原电池中,Zn易失电子发生氧化反应而作负极,Ag作正极,负极上电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极上电极反应式为Cu2++2e-=Cu,据此分析解答.

解答 解:(1)通入氢气的一极为电池的负极,氢气失电子发生氧化反应,生成水,则负极的电极方程式为2H2+4OH--4e-═4H2O;供电时的总反应为2H2+O2═2H2O,反应生成水溶液的体积增大,则c(OH-)将减小;
故答案为:2H2+4OH--4e-═4H2O;减小;
(2)锌易失电子发生氧化反应而作负极,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,所以锌片上看到的现象是金属逐渐溶解,总的电极反应式为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu,故答案为:负;氧化;Zn-2e-=Zn2+;Zn+Cu2+=Zn2++Cu.

点评 本题考查原电池,为高频考点,把握电极的判断、电极反应的书写为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大.

练习册系列答案
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9.实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸,反应式如下:
2+NaOH→+
+HCl→
已知:
①苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃).
②乙醚沸点34.6℃,密度0.7138,易燃烧,当空气中含量为1.83~48.0%时易发生爆炸.
③石蜡油沸点高于250℃

实验步骤如下:
①向图1所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解.稍冷,加入10mL苯甲醛.开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行.加热回流约40min.
②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20mL,摇动均匀,冷却至室温.反应物冷却至室温后,用乙醚萃取三次,每次10mL.水层保留待用.合并三次萃取液,依次用5mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10mL水洗涤,分液水层弃去所得醚层进行实验③.
③将分出的醚层,倒入干燥的锥形瓶,加无水硫酸镁,注意锥形瓶上要加塞.将锥形瓶中溶液转入图2 所示蒸馏装置,先缓缓加热,蒸出乙醚;蒸出乙醚后必需改变加热方式,升温至140℃时应对水冷凝管冷凝方法调整,继续升高温度并收集203℃~205℃的馏分得产品A.
④实验步骤②中保留待用水层慢慢地加入到盛有30mL浓盐酸和30mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体.冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B.
根据以上步骤回答下列问题:
(1)步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还需分液漏斗(仪器名称),实验前对该仪器进行检漏操作,方法是向分液漏斗加少量水,检查旋塞芯外是否漏水,将漏斗倒转过来,检查玻璃塞是否漏水,待确认不漏水后方可使用.
(2)饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去未反应完的苯甲醛,而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸.醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的,请用离子方程式说明其产生原因
(3)步骤③中无水硫酸镁是干燥(吸收水分)剂;产品A为苯甲醇
(4)蒸馏除乙醚的过程中采用的加热方式为水浴加热;蒸馏得产品A加热方式是石蜡油油浴加热;蒸馏温度高于140℃时应改用改用空气冷凝管冷凝.
(5)提纯产品B 所用到的实验操作为重结晶.
6.根据所学实验知识,完成下列空白.
(Ⅰ)图中三套的装置均能用于探讨化学反应中热量变化

(1)装置1适用于探究明显吸热的反应,例如2NH4Cl+Ca(OH)2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O(用化学方程式表示),反应过程中断裂的化学键有AB(填选项)
A.离子键       B.极性共价键   C.非极性共价键
(2)装置2既适用于放热反应(或过程)的探究,也适用于吸热反应(或过程)的探究.若在装置2中完成金属铝与NaOH溶液的反应,则右侧U形管内的液面C(填选项)
A.两边一样高      B.左高右低       C.右高左低       D.高低不确定
(3)装置3可用于定量测定中和热,其中a仪器的名称为环形玻璃搅拌棒,通过实验获得如下数据,则中和热△H=-56.8kJ•mol-1(计算结果保留一位小数)
实验试剂及用量溶液温度
t1t2
50mL0.55mol•L-1NaOH50mL.0.5mol•L-1HCl20℃23.3℃
50mL0.55mol•L-1NaOH50mL.0.5mol•L-1HCl20℃23.5℃
50mL0.55mol•L-1NaOH50mL.0.5mol•L-1HCl20℃24.5℃
(已知t1为NaOH和HCl起始温度平均值,t2为终止温度.反应后溶液的比热容C为4.18kJ•℃-1•Kg-1,各溶液的密度均为1g•cm-3.).下列关于该实验的说法正确的是AF.
A.该实验中酸碱的浓度不宜太大也不宜太小
B.可以用铜丝代替a仪器
C.量取酸溶液时视线俯视,将使测得的中和热的数值偏高
D.其他条件不变,将酸溶液体积调整为40ml,将使测得的中和热的数值偏高
E.向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢
F.测了酸后的温度计要用水清洗后再测碱的温度.
10.实验室以正丁醇、溴化钠、硫酸为原料制备正溴丁烷的反应如下:
NaBr+H2SO4═HBr+NaHSO4
CH3CH2CH2CH2OH+HBr $\stackrel{△}{→}$ CH3CH2CH2CH2Br+H2O
在圆底烧瓶中加入原料,充分振荡后加入几粒沸石,安装装置Ⅰ.加热至沸腾,反应约40min.待反应液冷却后,改装为装置Ⅱ,蒸出粗产品.部分物理性质列表如下:

物质正丁醇正溴丁烷
沸点/℃117.2101.6
熔点/℃-89.12-112.4
密度/g•cm-30.80981.2758
溶解性微溶于水,溶于浓硫酸不溶于水和浓硫酸
将所得粗产品倒入分液漏斗中,先用10mL水洗涤,除去大部分水溶性杂质,然后依次用5mL浓硫酸、10mL水、10mL饱和NaHCO3溶液、10mL水洗涤.分离出有机层,加入无水氯化钙固体,静置1h,过滤除去氯化钙,再常压蒸馏收集99~103℃馏分.
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是球形冷凝管,冷却水从A的下(填“上”或“下”)口通入.
(2)在圆底烧瓶中加入的原料有:①10ml水;②7.5ml正丁醇;③10g溴化钠;④12mL浓硫酸.上述物质的加入顺序合理的是a(填正确答案标号).
a.①④②③b.④①②③c.③④①②
(3)烧杯B中盛有NaOH溶液,吸收的尾气主要是HBr(填化学式).本实验使用电热套进行加热,总共使用了3次.
(4)用浓硫酸洗涤粗产品时,有机层从分液漏斗上口倒出(填“上口倒出”或“下口放出”).最后一次水洗主要是洗掉有机物中少量的碳酸氢钠.
(5)制备正溴丁烷时,不直接用装置Ⅱ边反应边蒸出产物,其原因是正丁醇、正溴丁烷的沸点相差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出,使产率降低.
(6)本实验得到正溴丁烷6.5g,产率为$\frac{6.5×74}{7.5×0.8098×137}$×100%(只列式,不必计算出结果).

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