- 原电池工作原理的实验探究
- 共4125题
原电池是一种将____________能转化为电能的装置。下图所示的原电池中,锌片上发生___________反应(填“氧化”或“还原”)。
正确答案
化学能;氧化
(12分)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I,II,III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示。
(1)在0-15小时内,CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ和v Ⅲ 从大到小的顺序为 ;
反应开始后的30小时内,在第 种催化剂的作用下,收集的CH4最多。
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的△H="+206" kJ•mol-1
①在答题卡的坐标图中,画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)
②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10mol,求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。
(3)已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= -890kJ·mol-1,现有甲烷和一氧化碳的混合气体共0.75mol,完全燃烧后生成气态二氧化碳和18g液态水,并放出515kJ热量,请写出一氧化碳燃烧的热化学方程式__________________ 。
正确答案
(共12分)
(1)vⅡ>vⅠ>vⅢ(2分) Ⅲ(2分)
(2)①(2分)图略,划出正确能量变化1分,标出反应热1分
②设开始时通入CO和H2(g) 的物质的量浓度分别为a
CH4 (g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
开始物质的量浓度(mol/L) a a 0 0
转化物质的量浓度(mol/L) 0.1 0.1 0.1 0.3
平衡物质的量浓度(mol/L) a-0.1 a-0.1 0.1 0.1 (2分)
因为 K=
=" " = 27, 所以得a=0.11mol/L(1分)CO的转化率=
=91%(1分)
(3)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=―280kJ/mol (2分)
略
(15分)氨在国民经济中占有重要地位。请回答有关氨的下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+akJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-bkJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H20(g) △H=-ckJ/mol
则N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的△H= ;
(2)在一定温度下,将3molN2气体和7molH2气体通入到体积为1L的密闭容器中。当反应达到平衡时,容器内气体的压强为起始时的80%,则其平衡常数为 。改变下列条件,能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是 ;
①增大压强 ②增大反应物质的浓度
③使用催化剂 ④降低温度
(3)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气,如果漏气则会有白烟(成份为氯化铵)生成。该反应的化学方程式为 ;
(4)工业生产氨水的物质的量浓度为20mol/L,实验室若需用80mL浓度为5mol/L的氨水时,需取20mol/L的氨水 mL(用100mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,两溶液恰好反应,则此盐酸的pH 14-a(填“大于”“小于”或“等于”)。
正确答案
(1)a+b/2-3c/2 kJ/mol(3分)
(2)1/32(或0.031)(3分),①②(2分)
(3)8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl(3分)
(4)25mL;小于(4分)
略
1)相同物质的量浓度下的各溶液:NaX、NaY、NaZ,其PH值依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序为:
(2)将AlCl3溶于水后,经加热蒸发、蒸干,灼烧,最后所得白色固体的主要成分是
(3)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中,用导线两两相连,可以组成各种原电池。若a b相连,a为负极;c d相连,c为负极;a c相连,c为正极;b d相连,b为正极,则四种金属的活动性由强到弱顺序为:
(4)写出Na2CO3溶于水后的电离方程式: ________________________________________________________
(5)写出氯化铁溶液水解反应的离子方程式: ______________________________________________
正确答案
1)HX>HY>HZ (2)Al2O3 (3)a>c>d>b
(4)Na2CO3 =" 2" Na++ CO32- (5)Fe3+ + 3H2O Fe (OH)3 + 3H+
略
某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时,进行如图所示实验:
查阅教材可知,普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。请回答以下问题:
(1) 操作①的名称是 ;
(2)操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、 、泥三角和三脚架;操作③灼烧滤渣中的黑色固体时,产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,由此推测灼烧前的滤渣中存在的物质有 。
(3)往操作④的试管中加入操作③灼烧后所得黑色固体,试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体,据此可初步认定灼烧后的黑色固体为 , 操作④相关的化学方程式为 。
(4)该同学要对滤液的成分进行检验,以确认是否含有NH4+,该同学取少许滤液于试管中, 。 (填写操作与现象),则证实滤液中含有NH4+。
(5)该同学利用在废旧干电池中回收的Zn片和石墨电极,设计一个原电池实验,比较铜与锌的金属活动性强弱。
限用材料:铜片、锌片、石墨电极、稀硫酸、CuSO4溶液、ZnSO4溶液;
限用仪器:直流电源、电流计、导线、烧杯、试管、盐桥等中学化学常见的药品和仪器
请画出实验装置图,并作相应标注,同时写出正极方程式
正确答案
(1)溶解 (2)坩埚,C(碳) (3)二氧化锰(MnO2) 2H2O22H2O+O2↑
(4)加入浓氢氧化钠溶液并加热,将润湿的红色石蕊试纸置于试管口附近,试纸变蓝色
(5)
正极方程式:Cu2+ + 2e- = Cu
试题分析:(1) 普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。把混合物加入水中搅拌使NH4Cl、ZnCl2等容易溶解的物质充分溶解,而MnO2不能溶解于水。以便于混合物的分离。因此操作①的名称是溶解。(2)操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角和三脚架;操作③灼烧滤渣中的黑色固体时,产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,由此推测灼烧前的滤渣中存在的物质含有碳单质。将黑色固体放入盛有过氧化氢的水溶液中,看到产生大量的气体。该操作④的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑(4)检验铵根离子 NH4+的方法是取少许滤液于试管加入浓氢氧化钠溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口附近,试纸变为蓝色,证实滤液中含有NH4+。(5)证明Cu、Zn活动性强弱的实验装置图碱答案。其中正极电极式为Cu2+ + 2e- = Cu;负极电极式为Zn-2e-=Zn2+。
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