题目内容
一种碳纳米管能够吸附氢气,可做二次电池(如下图所示)的碳电极。该电池的电解质为6 mol·L-1 KOH溶液,下列说法中正确的是( )
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A.充电时阴极发生氧化反应
B.充电时将碳电极与电源的正极相连
C.放电时碳电极反应为H2-2e-===2H+
D.放电时镍电极反应为NiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
答案 D
解析 A项,充电时,阴极发生还原反应,错误;B项,碳电极为负极,应与外接电源的负极相连,作阴极,错误;C项,放电时,碳电极(负极)反应为H2-2e-+2OH-===2H2O,错误;D项,放电时正极反应为2NiO(OH)+2H2O+2e-===2Ni(OH)2+2OH-,正确。
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某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
| 编号 | 实验目的 | 碳粉/g | 铁粉/g | 醋酸/% |
| ① | 为以下实验作参照 | 0.5 | 2.0 | 90.0 |
| ② | 醋酸浓度的影响 | 0.5 | 36.0 | |
| ③ | 0.2 | 2.0 | 90.0 |
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了________腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是______________________________。
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(3)该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:
假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;
假设二:________________________________________________________________________;
……
(4)为验证假设一,某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一,写出实验步骤和结论。
| 实验步骤和结论(不要求写具体操作过程): |
(1)臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。
①臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如:
6Ag(s)+O3(g)===3Ag2O(s) ΔH=-235.8 kJ·mol-1。
已知2Ag2O(s)===4Ag(s)+O2(g) ΔH=+62.2 kJ·mol-1,则O3转化为O2的热化学方程式为________________;
②科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生,阴极附近的氧气则生成过氧化氢,阴极电极反应式为________________________
________________________________________________。
(2)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)。某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭,恒温(T1 ℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
| 浓度/mol·L-1 时间/min | NO | N2 | CO2 |
| 0 | 1.00 | 0 | 0 |
| 10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 |
| 20 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
| 30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
| 40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
| 50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
①10 min~20 min以v(CO2)表示的反应速率为______;
②根据表中数据,计算T1 ℃时该反应的平衡常数为______(保留两位小数);
③下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是______(填序号字母);
A.容器内压强保持不变
B.2v正(NO)=v逆(N2)
C.容器内CO2的体积分数不变
D.混合气体的密度保持不变
④30 min时改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是________;
⑤一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率________(填“增大”、“不变”或“减小”)。