题目内容

(1)研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl═Na2Mn5O10+2AgCl,该“水”电池在海水中放电时的负极反应式是
 
;放电时每生成1molNa2Mn5O10转移
 
mol电子;
(2)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示:
①溶液A的溶质是
 
;
②电解饱和食盐水的离子方程式是
 
;
③电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用
 
.
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:(1)负极上失电子发生氧化反应;根据Na2Mn5O10和转移电子之间的关系式计算.
(2)①依据装置图中氯气和氢气生成的位置判断,生成氯气的电极为阳极,a为正极,b为负极,连接电极为阴极,溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气,氢氧根离子浓度增大,溶液A为氢氧化钠溶液;
②电解饱和食盐水,依据电极反应判断生成产物,书写离子方程式;
③根据阳极产物和平衡移动原理分析.
解答: 解:(1)根据电池总反应:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,可判断出Ag应为原电池的负极,负极发生反应的电极方程式为:Ag+Cl--e-=AgCl,根据方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10,化合价共降低了2价,所以每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子,故答案为:Ag+Cl--e-=AgCl;2;
(2)①装置图中氯气和氢气生成的位置判断,生成氯气的电极为阳极,a为正极,b为负极,连接电极为阴极,溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气,氢氧根离子浓度增大,溶液A为氢氧化钠溶液,故答案为:NaOH;
②电解饱和食盐水,溶液中的氯离子在阳极失电子生成氯气,氢离子在阴极得到电子生成氢气,阴极附近氢氧根离子浓度增大生成氢氧化钠,反应的离子方程式:2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2↑,故答案为:2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2↑;
③电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3的作用是促使化学平衡Cl2+H2O?HCl+HClO向左移动,减少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2的逸出,故答案为:Cl2与水的反应为Cl2+H2O?HCl+HClO,增大HCl的浓度使平衡逆向移动.减少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2的逸出.
点评:本题考查了电解池原理的分析应用,主要是电极反应,电极判断,离子除杂实验设计方案分析判断是关键,题目难度中等.
练习册系列答案
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为测定氨分子中氮、氢原子个数比,某研究性学习小组用浓氨水和氧化钙反应制取氨气,然后用氨气与氧化铜粉末发生氧化还原反应.设计了如下实验流程:实验中,先检查装置气密性;然后用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气;再连接洗气瓶和气体测量装置;立即加热氧化铜.反应完成后,黑色的氧化铜转化为红色的铜.
(1)有关浓氨水和氧化钙制取氨气的下列说法正确的是
 

a、氧化钙溶于水为剧烈放热反应使温度升高,氨气的溶解度降低,便于氨气的逸出.
b、生成的氢氧化钙为强碱,使OH-浓度增大,使NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-平衡向逆反应方向移动,便于氨气的逸出.
c、氧化钙与水反应,消耗溶剂,使溶解的氨减少,便于氨气的逸出.
d、由于氨水的电离是放热反应,氧化钙溶于水剧烈放热,温度升高,使NH3?H2O?NH4++OH-平衡向逆反应方向移动,便于氨气的逸出.
(2)写出氨气与氧化铜反应的化学方程式
 
.
(3)该实验中各装置的连接顺序为
 
→D→
 
→D→
 
→
 
.
(4)装置D中的试剂可以是
 

a、碱石灰       b、氧化钙      c、五氧化二磷     d、无水CaCl2
(5)实验测得后一个装置装置D在实验前的质量m1g、实验后的质量m2g;装置C在实验前后,量气管的读数的体积(25℃,101kPa下测定)差为VL.已知气体体积与热力学温度成正比,热力学温度为摄氏温度加273K.用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比为
 
(列式计算,不必化简).
(6)为了较准确地测量氮气的体积,除了必须检查整个装置的气密性之外,在读取反应产生气体的体积时,其操作顺序为
 
 (填写字母编号).
a.视线与凹液面最低处相平
b.待量气管右边液面最高时,立刻读数
c.将量气管下移,使量气管左右两边液面相平
d.不必使量气管左右两边液面相平,只要两边液面稳定就行
e.恢复到室温
(7)如果将装置C改为下列装置来测量生成的氮气的体积,则集气瓶与量筒之间的导气管是否要充满水?
 
(“是”或“否”).

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