将Zn棒和Cu棒用导线连接后,放入某电解质溶液中,构成如下图所示装置。试回答下列问题:
Ⅰ.若电解质溶液为稀硫酸
(1)Zn棒为原电池的 极,其电极反应式为 。
(2)Cu棒为原电池的 极,其电极反应式为 。
Ⅱ.若电解质为硫酸铜溶液,
(3)Cu棒上发生 反应。
(4)若在上述两个过程中,转移电子数相等,则Cu棒上Ⅰ和Ⅱ所析出物质的质量之比为 。
分甲烷是天然气的主要成分,是生产生活中应用非常广泛的一种化学物质。
(1)一定条件下,用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知:
CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1
CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2
现有一份在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体,用16 g甲烷气体催化还原该混合气体,恰好生成氮气、二氧化碳气体和水蒸气,共放出1042.8 kJ热量。
①该混合气体中NO和NO2的物质的量之比为____________。
②已知上述热化学方程式中ΔH1=-1160 kJ/mol,则ΔH2=____________。
③在一定条件下NO气体可以分解为NO2气体和N2气体,写出该反应的热化学方程式:______________。
(2)以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛地研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:
④B极为电池____________极,电极反应式为________________。
⑤若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解100 mL 1 mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为______________(标准状况下),实际上消耗的甲烷体积(折算到标准状况)比理论上大,可能原因为________________。
由铜、锌、CuSO4溶液,ZnSO4溶液组成如图所示的原电池,则下列说法正确是
A.a极为铜,b极为锌 |
B.A池中盛放的是CuSO4溶液,B池中盛放的是ZnSO4溶液 |
C.当正极质量增加64g时,负极质量减小65g |
D.盐桥中的阳离子向锌极移动,阴离子向铜极移动 |
某实验小组依据反应设计如图1原电池,探究pH对AsO4 氧化性的影响。测得电压与pH的关系如图2。下列有关叙述不正确的是( )
A.调节pH可以改变反应的方向 |
B.pH=0.68时,反应处于平衡状态 |
C.pH=5时, 负极电极反应式为2I--2e -= I2 |
D.pH>0.68时,氧化性I2>AsO43- |
下列关于电化学的说法中错误的是
A.原电池的负极、电解池的阳极均发生氧化反应 |
B.原电池将化学能转化为电能,电解池将电能转化为化学能 |
C.电解水制取H2和O2时,为了增强导电性,可加入NaOH、NaCl、H2SO4 |
D.利用原电池原理可制备化学电源,利用电解池原理可制备化学物质 |
铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述________________(填装置序号)装置原理进行防护;装置③中总反应的离子方程式为______________________。
(2)用CH4或其他有机物、O2为原料可设计成原电池,以CnH2nOn、O2为原料,H2SO4溶液为电解质设计成燃料电池,则负极的电极反应式为___________________________。
(3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸,图2是NaBH4/H2O2燃料电池。
图2电池负极区的电极反应为_________________________;若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸,用导线将a、b直接相连,则滤纸出现_____________色,C位置的电极反应式为___________________若用KI淀粉溶液浸湿滤纸,用导线将a、b与A、B电极相连,铅笔芯C点处出现蓝色,则b接的是__________(填A或B)电极。
(4)广西治理龙江河镉(Cd2+)污染时,先向河中投入沉淀剂将Cd2+转化为难溶物,再投入氯化铝,试说明氯化铝的作用_______________________________(用必要的离子方程式和文字进行解释)。
电子表和电子计算器的电源通常用微型银-锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液,电极总反应为:Ag2O + H2O + Zn = Zn(OH)2 + 2Ag。下列叙述正确的是
A.Zn是正极, Ag2O是负极 |
B.Zn是负极,Ag2O是正极 |
C.该电池可将化学能100%转化为电能 |
D.工作时电子由Zn极经溶液移向Ag2O极 |
某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,现断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是
A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:2H++2Cl- Cl2↑+H2↑ |
B.断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红 |
C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为:Cl2+2e-=2Cl- |
D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极 |
铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各 种性能的不锈钢,CrO3 大量地用于电镀工业中。
(1)在下图装置中,观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2 装置中铜电 极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体。
图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
(2)最近赣州酒驾检查特别严,利用 CrO3具有强氧化性,有机物(如酒精)遇到 CrO3时,猛烈反应,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3],另该过程中乙醇被氧化成乙酸, 从而增强导电性,根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
(3)虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀,但 生产成本高,生活中很多情况下还是直接使用钢铁,但易腐蚀, 利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒,为 减缓铁的腐蚀,开关 K 应置于________处。若 X 为锌,开关K 置于________处。
(4)CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水,这是工业上造成铬污染的 主要原因。净化处理方法之一是将含+6 价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入 适量的 NaCl 进行电解:阳极区生成的 Fe2+和 Cr2O72-发生反应,生成的 Fe3+和 Cr3+在阴极 区与OH-结合生成 Fe(OH)3和 Cr(OH)3沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)3 = 3.0×10-31, KspCr(OH)3 = 6.0×10-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe3+)为 2.0×10-6 mol·L1,则溶液中c(Cr3+)为______________mol·L-1。
某兴趣小组同学利用氧化还原反应:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O设计如下原电池,盐桥中装有饱和溶液。下列说法正确的是( )
A.a电极上发生的反应为:MnO4-+8H++5e-═Mn2++4H2O |
B.外电路电子的流向是从a到b |
C.电池工作时,盐桥中的SO42-移向甲烧杯 |
D.b电极上发生还原反应 |
Ⅰ已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g) △H=_1275.6kJ•mol-1
②H2O(l)═H2O(g) △H=+44.0kJ•mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式: 。
Ⅱ.甲醇可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:
CH3OH(g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g) ;△H>0
(1)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,则用甲醇表示该反应的速率为 。
(2)判断⑴中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号) 。
①v正(CH3OH) = 3v逆(H2) ②混合气体的密度不变 ③混合气体的平均相对分子质量不变 ④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
(3)右图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g),两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,容器B中CH3OH转化率为 ;维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为 L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。
Ⅲ.如图甲、乙是电化学实验装置。请回答下列问题:
(1)若两池中均盛放CuSO4溶液,甲池中石墨棒上的电极反应式为____________________.
(2)若甲池中盛放饱和NaCl溶液,则甲池中石墨棒上的电极反应式为__________________.
某兴趣小组同学利用氧化还原反应:
2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O设计如下原电池,盐桥中装有饱和溶液.下列说法正确的是
A.a电极上发生的反应为:MnO4-+8H++5e-═Mn2++4H2O |
B.外电路电子的流向是从a到b |
C.电池工作时,盐桥中的SO42-移向甲烧杯 |
D.b电极上发生还原反应 |
(18分)银是一种在工业、生活上有广泛用途的金属。
已知:①金属在水中存在如下溶解平衡过程:M Mx+ + xe-,
氢气在水溶液中也存在如下平衡过程:H2 2H+ + 2e-
②Ag2S 的Ksp=6.7×10-50; AgCl的Ksp=1.6×10-10
据此回答下列有关问题:
(1)银质餐具可杀菌消毒,原因是_________________(用适当的方程式和文字表述说明);金属银与氢硫酸可反应生成黑色固体和无色气体,写出该反应的化学方程式_______________
(2)金属银与硝酸银溶液组成电池示意图如右,a电极的反应为________________,NO3-从电池________侧溶液向电池_______侧溶液移动 (填“左”或“右”)。
(3)硝酸银见光或受热易分解为Ag、NO2、O2,反应中生成NO2、O2的 物质的量之比为___________,将混合气体通过水吸收后,剩余气体为________________
(4)已知:Ag+(aq) + 2NH3•H2O(aq) [Ag(NH3)2]+ (aq) + 2H2O K=1.6×107,写出AgCl溶于氨水的离子方程式________________________;计算该反应的平衡常数K=___________。在氯化银溶于氨水后的溶液中滴加稀硝酸,会再产生白色氯化银沉淀,滴加硝酸至刚好沉淀完全,取上层清液测其pH,发现呈酸性,主要原因是_______________(用离子方程式表示)。
一种新型乙醇电池用磺酸类质子作溶剂,比甲醇电池效率高出32倍。电池总反应为:C2H5OH +3O2=2CO2+3H2O,电池示意图如下图。下面对这种电池的说法不正确的是
A.该电池在工作时,溶液中的阳离子向正极移动 |
B.设每个电子所带电量为q库仑,NA表示阿伏加德罗常数,则46g乙醇被氧化产生12NAq库仑的电量 |
C.电池工作时电子由a极沿导线经灯泡再到b极 |
D.电池正极的电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH- |