题目内容

铅蓄电池是可充电型电池，它的正负极极板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb+PbO2+4H++2SO
 
2-
4
放电
充电
2PbSO4+2H2O，请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
（1）该蓄电池放电工作时的负极材料是
 
，用其电解氯化钠溶液，当阳极上收集到11.2L氯气时（标况下），理论上负极板的质量增加
 
g．充电时，图中A极应接直流电源的
 
（填“正极”或“负极”）．充电时A极的电极反应式是
 
；
（2）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液．阴极的电极反应式
 
．现以铅蓄电池为电源电解，当蓄电池中有0.4mol H+被消耗时，则电路中通过的电子的物质的量为
 
，MnO2的理论产量为
 
g．
考点：原电池和电解池的工作原理
专题：电化学专题
分析：（1）放电时，失电子化合价升高的物质为负极材料；根据串联电路中转移电子相等进行计算；充电时二氧化铅要作原电池阳极，与电源正极相连，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应；
（2）电解酸化的MnSO4溶液时，根据离子的放电顺序，阴极上首先放电的是H+，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，阳极反应式为：MnSO4-2e-+2H2O═MnO2+SO42-+4H+，根据氢离子和转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量，再根据二氧化锰和氢离子之间的关系式计算二氧化锰的质量．
解答： 解：（1）放电时，该装置是原电池，铅失电子生成硫酸铅而作负极，所以负极材料是Pb，电解氯化钠溶液是，阳极上氯离子放电生成氯气，当阳极上收集到11.2L氯气时（标况下）时，转移电子的物质的量=
11.2L
22.4L/mol
×2=1mol，串联电路中转移电子相等，所以负极板上增加的质量=
1mol
2
×96g/mol=48g，
充电时，二氧化铅作电解池阳极，应该与电源正极相连，A电极上硫酸铅失电子和水反应生成二氧化铅和硫酸，电极反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-，
故答案为：铅；48；正；PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-；
（2）电解酸化的MnSO4溶液时，根据离子的放电顺序，阴极上首先放电的是H+，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，阳极反应式为：MnSO4-2e-+2H2O═MnO2+SO42-+4H+，根据氢离子和转移电子之间的关系式得，通过电子的物质的量=
0.4mol
4
×2=0.2mol，根据氢离子和二氧化锰之间的关系式得，二氧化锰的产量=
0.4mol
4
×87g/mol=8.7g，
故答案为：2H++2e-=H2↑；0.2mol；8.7．
点评：本题考查了原电池和电解池原理，根据各个电极上发生的反应结合物质之间的关系式来分析解答，注意铅蓄电池放电时，负极上铅失电子但因为生成硫酸铅而导致负极板质量增加，为易错点．
练习册系列答案
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某充电电池的原理如图所示，溶液中c（H+）=2.0mol?L-1，阴离子为SO42-，a、b均为惰性电极，充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色．下列对此电池叙述正确的是
（　　）
A、放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色
B、充电过程中，a极的反应式为：VO2++2H++e-=VO2++H2O
C、充电时，b极接直流电源正极，a极接直流电源负极
D、放电时，当转移1.0 mol电子时共有2.0 mol H+从右槽迁移进左槽
安徽凹山铁矿坐落在马鞍山境内，矿床属于陆相火山-侵入岩型铁矿床俗称“玢岩型”铁矿，是马钢重要的矿区之一．铁矿中被称为红帘石的铁矿含锰量高，锰是冶炼锰钢的重要原料．红帘石主要成分有磁铁矿Fe3O4、菱铁矿FeCO3、锰矿（MnO2和MnCO3）石棉Mg3Si3O7（OH）4等．工业上将红帘石处理后运用阴离子膜电解法的新技术提取金属锰并制的绿色高效水处理剂（K2FeO4）．工业流程如下：

（1）工业上为提高稀硫酸浸取效率一般采取的措施是（任意写两种方法）①
 
，②
 
．
（2）石棉化学式为Mg3Si3O7（OH）4也可以表示成氧化物形式，氧化物表达式为
 
．
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：
 离子 Fe3+ Al3+ Fe2+ Mn2+ Mg2+
 开始沉淀的pH 2.7 3.7 7.0 7.8 9.3
 沉淀完全的pH 3.7 4.7 9.6 9.8 10.8
过程②中加氨水调节溶液的pH等于6，测滤渣B的成分
 
．
工业制硫酸的过程中利用反应2SO2（g）+O2（g）
催化剂
△
2SO3（g）；△H＜0，将SO2转化为SO3，尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收．请回答下列问题：
（1）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2发生反应，则下列说法正确的是
 
．
A．若反应速率v（SO2）﹦v（SO3），则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N2，化学反应速率加快
C．平衡后仅增大反应物浓度，则平衡一定右移，各反应物的转化率一定都增大
D．平衡后移动活塞压缩气体，平衡时SO2、O2的百分含量减小，SO3的百分含量增大
E．平衡后升高温度，平衡常数K增大
F．保持温度和容器体积不变，平衡后再充入2mol SO3，再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大
（2）将一定量的SO2（g）和O2（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据：
实验编号 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
SO2 O2 SO2 O2
1 T1 4 2 x 0.8 6
2 T2 4 2 0.4 y 9
①实验1从开始到反应达到化学平衡时，v（SO2）表示的反应速率为
 
，表中y﹦
 
．
②T1
 
T2，（选填“＞”、“＜”或“=”），实验2中达平衡时 O2的转化率为
 
．
（3）尾气SO2用NaOH溶液吸收后会生成Na2SO3．现有常温下0.1mol/L Na2SO3溶液，实验测定其pH约为8，完成下列问题：
①该溶液中c（Na+）与c（OH-）之比为
 
．
②该溶液中c（OH-）=c（H+）+
 
+
 
（用溶液中所含微粒的浓度表示）．
③当向该溶液中加入少量NaOH固体时，c（SO32-）
 
，水的离子积Kw
 
．（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（4）如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2，则理论吸收量由多到少的顺序是
 
．
A．Na2CO3         B．Ba（NO3）2            C．Na2S                  D．酸性KMnO4．
三聚氰胺（C3N6H6）是生产树脂的化工原料，其含氮量约为66%．近期曾被不法商人加入奶制品中，以提高奶制品检测中的蛋白质含量指标．由原牛奶加工而成的奶粉中含氮量一般不超过3%．若每100g液态牛奶中添加0.1克三聚氰胺，就能使含氮量较普通牛奶高出约30%．
某兴趣小组进行了如下实验，测量某奶粉的含氮量（凯氏定氮法）．
步骤Ⅰ准确称取奶粉样品6.000g．
步骤Ⅱ将奶粉样品加硫酸酸化使蛋白质分解，其中氮元素转化成硫酸铵．然后加碱蒸馏，产生的氨气用25.00mL 1.000mol/L过量硫酸溶液吸收，再将吸收氨的硫酸液稀释为250mL．
步骤Ⅲ移取稀释液25.00mL于250mL锥形瓶中，加入1～2滴酚酞试液，用0.1000mol?L-1NaOH标准溶液滴定至终点．按上述操作方法再重复2次．
（1）根据步骤Ⅲ填空：
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数
 
（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后有水残留，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积
 
（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察
 
A．滴定管内液面的变化   B．锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时，溶液颜色为
 
色．
（2）滴定结果如下表所示：
滴定次数 待测溶液的体积（mL） 标准溶液的体积
滴定前刻度（mL） 滴定后刻度（mL）
1 25.00 1.02 21.03
2 25.00 2.01 22.00
3 25.00 0.22 20.22
稀释后溶液中硫酸的物质的量浓度为
 

（3）通过计算，样品转化后与碱反应产生的氨气的物质的量是
 
mol，原奶粉样品的含氮量为
 
（本小题保留两位有效数字）．
材料是人类赖以生存的重要物质基础．通常可分为金属材料、无机非金属
材料、高分子合成材料及复合材料．
（1）锂电池的质量轻，电容量大，颇受手机、手提电脑等制造商的青睐．某种锂电池的总反应式为Li+MnO2=LiMnO2，其中被氧化的元素是
 
．
（2）全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4．
 
（填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”）是钢铁发生最普遍的腐蚀．
（3）请为以下钢铁制品选择适当的防锈方法：
A．自行车的链条
 

B．轮船的船体
 

（4）无机非金属材料主要包括玻璃、水泥和
 
．塑料、合成橡胶和
 
是常说的三大合成材料．
（5）由酚醛树脂和玻璃纤维制成的复合材料--玻璃钢具有
 
、
 
（写出两点即可）等优异性能．
由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），如图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．
（1）关于该反应的下列说法中，其△H
 
0．（填“大于”、“小于”或“等于”），且在
 
（填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行．
（2）该反应平衡常数K的表达式为
 
．
（3）温度降低，平衡常数K
 
（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（4）若为两个容积相同的密闭容器，现向甲容器中充入1mol CO2（g）和3mol H2（g），乙容器中充入1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g），在相同的温度下进行反应，达到平衡时，甲容器内n（CH3OH）
 
（填“大于”“小于”或“等于”）乙容器内n（CH3OH）．
（5）已知：
CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-116kJ?mol-1；
CO（g）+
1
2
O2（g）═CO2（g）△H=-283kJ?mol-1；
H2（g）+
1
2
O2（g）═H2O（g）△H=-242kJ?mol-1；
写出CH3OH燃烧生成CO2和水蒸气的热化学方程式
 
．
（6）以甲醇和氧气为燃料，氢氧化钾溶液为电解质溶液构成电池．
①负极的电极反应式为
 
．
②若以石墨为电极，电解硫酸铜溶液，写出电解的总反应方程式
 
．若以此燃料电池电解200mL 0.8mol/L的硫酸铜溶液，当消耗1.6甲醇时，在阴极会析出
 
g铜．
有多种同分异构体，其中符合属于酯类并含有苯环的同分异构体有多少种（不考虑立体异构）（　　）
A、6种B、5种C、4种D、3种
一定条件下，在体积为10L的密闭容器中，1mol X和1mol Y进行反应：2X（g）+Y（g）?Z（g）△H＜0，反应经60s达到平衡并生成0.3mol Z，则下列说法中正确的是（　　）
A、以Y浓度变化表示的反应速率为0.0005mol/（L?s）
B、其他条件不变，将容器体积扩大至20L，则Z的平衡浓度变为原来的
1
2
C、其他条件不变，将容器体积缩小至5L，平衡正向移动，平衡常数增大
D、其他条件不变，升高温度逆反应速率加快，正反应速率减慢

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