13.(09全国卷Ⅰ28)(15分)下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极

(1)    接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题:

①电源的N端为   极;

②电极b上发生的电极反应为             

③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积:            

④电极c的质量变化是        g;

⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:

  甲溶液              

  乙溶液              

  丙溶液              

(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?

                                  

答案: 

(1)①正极  ②4-4e=2H2O + O2↑。③2.8L  ④16g  ⑤甲增大,因为相当于电解水;乙减小,放电, H+增多。丙不变,相当于电解水。

(2)可以  因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应

解析:

(1)①乙中C电极质量增加,则c处发生的反应为:Cu2++2e=Cu,即C处为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极,M为负极,N为正极。丙中为K2SO4,相当于电解水,设电解的水的质量为xg。由电解前后溶质质量相等有,100×10%=(100-x)×10.47%,得x=4.5g,故为0.25mol。由方程式2H2+O2 2H2O可知,生成2molH2O,转移4mol电子,所以整个反应中转化0.5mol电子,而整个电路是串联的,故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。②甲中为NaOH,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH放电,即4OH-4e=2H2O + O2↑。③转移0.5mol电子,则生成O2为0.5/4=0.125mol,标况下的体积为0.125×22.4=2.8L。④Cu2++2e=Cu,转移0.5mol电子,则生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。⑤甲中相当于电解水,故NaOH的浓度增大,pH变大。乙中阴极为Cu2+放电,阳极为OH放电,所以H+增多,故pH减小。丙中为电解水,对于K2SO4而言,其pH几乎不变。(2)铜全部析出,可以继续电解H2SO4,有电解液即可电解。

12. (09天津卷10)(14分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是   ,在导线中电子流动方向为       (用a、b 表示)。

(2)负极反应式为    

(3)电极表面镀铂粉的原因为               

(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:

Ⅰ.2Li+H22LIH

Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2

①反应Ⅰ中的还原剂是   ,反应Ⅱ中的氧化剂是   

②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为    

③由②生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为       mol。

答案:

(1)由化学能转变为电能  由a到b

(2)

(3)增大电极单位面积吸附分子数,加快电极反应速率

(4)① 

③32

解析:本题考查电化学知识

(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2 + O2 =2H2O,其中H2从零价升至+1价,失去电子,即电子从a流向b。

(2)负极为失去电子的一极,即H2失电子生成H+,由于溶液是碱性的,故电极反应式左右应各加上

(3)铂粉的接触面积大,可以加快反应速率。

(4)I.Li从零价升至+1价,作还原剂。

II.H2O的H从+1降至H2中的零价,作氧化剂。由反应I,当吸收10molH2时,则生成20molLiH,V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10-3L=192.68×10-3L。V(LiH)/v(H2)= 192.68×10-3L/224L=8.71×10-4。20mol LiH可生成20mol H2,实际参加反应的H2为20×80%=1.6mol,1molH2转化成1molH2O,转移2mol电子,所以1.6molH2可转移3.2mol的电子

 0  364787  364795  364801  364805  364811  364813  364817  364823  364825  364831  364837  364841  364843  364847  364853  364855  364861  364865  364867  364871  364873  364877  364879  364881  364882  364883  364885  364886  364887  364889  364891  364895  364897  364901  364903  364907  364913  364915  364921  364925  364927  364931  364937  364943  364945  364951  364955  364957  364963  364967  364973  364981  447090 

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