题目内容

在如图装置中,已知四个电极的起始质量均相等,两容器中盛装的分别是1mol/L的硫酸和2mol/L的硝酸银溶液各两升,假设溶液相对各反应过程来说均足够,且反应前后体积不变.请按要求答题.
(1)若断开K1,闭合K2一段时间后发现铁电极与银电极质量差为27.2克.则:在甲池中看到的现象是:
 
,
若准确收集甲池中产生的气体,将其在充足的氧气中完全燃烧,恢复到室温放出aKJ的热量,试写出该气体燃烧热的热化学方程式
 
,在乙池中,C 电极上的电极方程式是
 
,若不考虑温度(常温)的变化则乙池中溶液的pH值为
 
;
(2)当发现铁电极与银电极质量差为27.2克时,立即断开K2,闭合K1;则此时铁电极和银电极名称分别是
 
和
 
(填正极或负极或阳极或阴极),它们的电极方程式分别是:铁电极
 
银电极
 
,它们之间的电子流向是
 
;乙池中的银电极能否恢复到原来的质量
 
(答“能”或“否”),若答“否”则以下不必作答,若答“能”则甲池中的碳电极会析出
 
 (填化学式),其物质的量为
 
.
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:(1)若断开K1,闭合K2一段时间,则甲为原电池,Fe为负极,被氧化,乙为电解池,Ag为阴极,析出银,结合质量变化计算转移电子的物质的量,可计算生成氢气的物质的量以及溶液pH的变化;
(2)当发现铁电极与银电极质量差为27.2克时,立即断开K2,闭合K1,形成电解池装置,甲中铁为阴极,乙中银为阳极.
解答: 解:(1)若断开K1,闭合K2一段时间,则甲为原电池,Fe为负极,被氧化,可观察到铁电极逐渐溶解,溶液由无色逐渐变为浅绿色,碳电极上有无色气体析出,乙为电解池,Ag为阴极,析出银,
设转移xmol电子,则甲中铁发生Fe-2e-=Fe2+,乙中Ag极发生Ag++e-=Ag,
设消耗xmolFe,则转移2xmol电子,生成2xmol银,
则56x+2x×108=27.2,
x=0.1,
甲石墨电极发生2H++2e-=H2↑,生成0.1mol氢气,将其在充足的氧气中完全燃烧,恢复到室温放出aKJ的热量,则1mol1氢气完全燃烧生成液态水放出10akJ热量,
热化学方程式为H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(l)△H=-10a KJ/mol,
在乙池中,C 电极上的电极方程式是4OH--4e-=O2↑+2H2O,可知生成0.2molH+,
c(H+)=
0.2mol
2L
=0.1mol/L,pH=1,
故答案为:铁电极逐渐溶解,溶液由无色逐渐变为浅绿色,碳电极上有无色气体析出;H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(l)△H=-10a KJ/mol;4OH--4e-=O2↑+2H2O;1;
(2)当发现铁电极与银电极质量差为27.2克时,立即断开K2,闭合K1,形成电解池装置,甲中铁为阴极,发生2H++2e-=H2↑,乙中银为阳极,发生Ag-e-=Ag+,它们之间的电子流向是由银电极经导线流向铁电极,乙池中的银电极被氧化,能恢复到原来的质量,甲池中的碳电极发生氧化反应生成O2,转移电子0.2mol,则物质的量为
0.2mol
4
=0.05mol,
故答案为:阴极; 阳极;2H++2e-=H2↑;Ag-e-=Ag+;由银电极经导线流向铁电极;能;O2;0.05mol.
点评:本题考查了原电池和电解池原理,为高频考点,侧重学生的分析、计算能力的考查,难度中等,注意把握电极方程式的书写.
练习册系列答案
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             物质
T/℃n/mol
T/℃
NOCOEF
初始0.1000.10000
T10.0200.0200.0800.040
T20.0100.0100.0900.045
①请结合上表数据,写出NO与CO反应的化学方程式
 
,该反应的△S
 
0(填“<”或“>”)
②上述反应T1℃时的平衡常数为K1,T2℃时的平衡常数为K2.
根据表中数据计算K1=
 

根据表中数据判断,温度T1和T2的关系是(填序号)
 
.
A.T1>T2B.T1<T2C.无法比较
(2)生成的CO2经常用氢氧化钠来吸收,现有0.4mol CO2,若用200mL 3mol/L NaOH溶液将其完全吸收,溶液中离子浓度由大到小的顺序为:
 
.
(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9.CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为
 
mol/L.
(4)已知CH4,H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ/mol,-285.8kJ/mol和-283.0kJ/mol,工业上利用天然气(主要成分CH4)与CO2进行高温重整制备CO和H2,写出该反应的热化学方程式:
 
.
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负极:
 
;正极:
 
.

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