- 电极反应和电池反应方程式
- 共352题
下列叙述中正确的是
正确答案
解析
略
知识点
氨是重要的化工产品和化工原料。
(1)氨的电子式是 。
(2)已知:
① 合成氨的热化学方程式是 。
② 降低温度,该反应的化学平衡常数K (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图1所示。
电池正极的电极反应式是 ,A是 。
(4)用氨合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。工业生产时,原料气带有水蒸气。图2表示CO2的转化率与氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]、水碳比[n(H2O)/n(CO2)]的变化关系。
① 曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是______。
② 测得B点氨的转化率为40%,则x1=______。
正确答案
见解析。
解析
(1)
(2)① N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH= - 92 kJ/mol
② 增大
(3)N2+8H++6e-=2NH4+;NH4Cl
(4)III;3
知识点
铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中,形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀,示意图如下。下列说法不正确的是
正确答案
解析
略
知识点
综合利用CO2对环境保护及能源开发意义重大。
(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是______。
a . 可在碱性氧化物中寻找
b. 可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c. 可在具有强氧化性的物质中寻找
(2)Li2O吸收CO2后,产物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是:在500℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,说明该原理的化学方程式是______。
(3)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应A:
已知:
① 反应Ⅱ是_____反应(填“吸热”或“放热”),其原因是 。
② 反应A的热化学方程式是_______。
(4)高温电解技术能高效实现(3)中反应A,工作原理示意图如下:
① 电极b发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
② CO2在电极a放电的反应式是______。
(5)CO与H2在高温下合成C5H12(汽油的一种成分)减少碳排放。已知燃烧1 mol C5H12(g)生成H2O(g)放出约3 540 kJ的热量。根据化学平衡原理,说明提高合成C5H12的产率可采取的措施是______。
正确答案
见解析。
解析
(1)ab
(2)
(3)① 吸热 反应物总能量低于生成物总能量(或ΔH>0)
② CO2(g) + H2O(g) ==CO(g) + H2(g) +O2(g) ΔH = +524.8 kJ·mol-1
(4)① 氧化
② CO2 + 2e- == CO+O2-
(5)增大压强或及时将生成的C5H12分离出去或降低温度
知识点
硫化物在自然界中的部分循环关系如下。
(1)H2S在空气中可以燃烧。
已知: 2H2S(g) + O2(g) 2S(s) + 2H2O(g) ΔH= -442.38 kJ/mol
S(s) + O2(g) SO2(g) ΔH= -297.04 kJ/mol
H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式是 。
(2)SO2是大气污染物,海水具有良好的吸收SO2的能力,其过程如下。
① SO2溶于海水生成H2SO3,H2SO3最终会电离出SO32—,其电离方程式是 。
② SO32—可以被海水中的溶解氧氧化为SO42—。海水的pH会 (填“升高” 、“不变”或“降低”)。
③ 为调整海水的pH,可加入新鲜的海水,使其中的HCO3—参与反应,其反应的离子方程式是 。
④ 在上述反应的同时需要大量鼓入空气,其原因是 。
(3)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS,慢慢转变为铜蓝(CuS),用化学用语表示由ZnS转变为CuS的过程: 。
(4)SO2和O2在H2SO4溶液中可以构成原电池,其负极反应式是 。
正确答案
见解析。
解析
(1)2H2S(g)+3O2(g) 2SO2(g)+2H2O(g) ΔH= -1036.46 kJ/mol
(2)① H2SO3HSO3—+ H+ HSO3—
SO3 2—+ H+
② 降低
③ HCO3 —+ H+ CO2 ↑+ H2O
④提高脱硫海水的溶解氧,将SO32-氧化成为SO42-,有利于平衡H2SO3HSO3—+ H+ HSO3—
SO3 2—+ H+ 正向移动,提高二氧化硫的转化率,同时起到加快反应速率的作用。
(3)
(4)负极:SO2 - 2e—+ 2H2O SO4 2—+ 4H+
知识点
铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中,形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀,示意图如下。下列说法不正确的是
正确答案
解析
略
知识点
下列叙述正确的是
正确答案
解析
略
知识点
以铝灰(主要成分为Al、Al2O3,另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3杂质)为原料,可制得液体聚合氯化铝[Alm(OH) nCl3m-n],生产的部分过程如下图所示(部分产物和操作已略去)。
已知某些硫化物的性质如下表:
(1)操作Ⅰ是 。Al2O3与盐酸反应的离子方程式是 。
(2)滤渣2为黑色,该黑色物质的化学式是 。
(3)向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀,此时溶液的pH约为3.7。
NaClO的作用是 。
(4)将滤液3的pH调至4.2~4.5,利用水解反应得到液体聚合氯化铝。
反应的化学方程式是 。
(5)将滤液3电解也可以得到液体聚合氯化铝。装置如图所示(阴离子交换膜只允许阴离子通过,电极为惰性电极)。
① 写出阴极室的电极反应: 。
② 简述在反应室中生成聚合氯化铝的原理: 。
正确答案
见解析。
解析
(1)过滤 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
(2)CuS(2分)
(3)将Fe2+氧化为Fe3+,使Fe3+转化为Fe(OH) 3沉淀
(4)mAlCl3+nH2O = Alm(OH) nCl3m-n+nHCl
(5)①2H++2e-=H2↑
②电解过程中反应室中的Cl-通过阴离子交换膜进入阳极室,阴极室中的OH-通过阴离子交换膜进入反应室,生成聚合氯化铝。
知识点
金属钛(Ti)性能优越,被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以钛铁矿(主要成分FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料冶炼金属钛,其生产的工艺流程图如下:
已知:2H2SO4(浓)+ FeTiO3=TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O
(1)步骤I中发生反应的离子方程式: 、 。
(2)已知:TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中。25 ℃时,难溶电解质溶解度与pH关系如右图,TiO(OH)2溶度积Ksp=1×10-29
①步骤Ⅲ加入铁屑原因是 。
② TiO2+水解的离子方程式为 。
向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是 。
当溶液pH= 时,TiO(OH)2已沉淀完全。
(3)TiCl4→Ti反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于 ℃即可。
(4)电解TiO2制备钛的方法如右图所示。该方法由于具备生产过程简化、生产成本低、产品质量高、环境友好等诸多优点而引人注目。已知TiO2熔融状态下不发生电离,电解时阴极反应式为 。
正确答案
(1)Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O(或Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-);SiO2+2OH-=SiO32-+H2O
(2)①将Fe3+转化为Fe2+,防止Fe3+与TiO2+同时生成沉淀
②TiO2++2H2OTiO(OH)2+2H+ ;调节溶液pH值,促进TiO2+水解 ; 2
(3)1412
(4)TiO2+4e-=Ti+2O2-
解析
略
知识点
钠、镁、铁、铜及其化合物在科研和生产生活中有广泛的应用。
(1)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,结构如图所示。该电池工作时,Cl—通过隔膜向________电极移动,石墨电极的电极反应式________。
(2)利用电解法在在铁制品上镀铜可以防止铁被腐蚀,以下说法正确的是________。
a. 电镀时,铜和石墨都可以做阳极,可溶性铜盐作电解质溶液
b. 电镀过程中,温度升高,电解反应速率加快
c. 电镀过程中,电能全部转化为化学能
d. 电镀过程中,铜离子向正极移动,发生还原反应
(3)常温下,用该化学电源和惰性电极电解200ml的饱和硫酸铜溶液,反应时溶液中水的电离平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”);当消耗24mg的Mg,电解后溶液的PH=________(不考虑溶液的体积变化)。
(4)废水中常含有Cu2+等重金属离子,写出Cu2+发生水解反应的离子方程式________。该反应的平衡常数为________(已知,25℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20 )。
NaHS可作为沉淀剂除去溶液中的Cu2+。常温下,NaHS溶液显碱性,原因是________(用离子方程式和必要的文字说明)。向含有Cu2+的废水中加入NaHS固体,废水溶液的PH值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
正确答案
(1)负;2H2O2+2e-=4OH-
(2)d
(3)向右;2
(4)HS-+H2O⇌H2S+OH-、HS-⇌H++S2-,硫氢根离子水解程度大于电离程度导致其溶液呈碱性;减小
解析
(1)溶液中Cl-移动方向同外电路电子移动方向一致,应向负极方向移动;镁作负极,正极上双氧水得电子生成氢氧根离子,电极反应式为2H2O2+2e-=2OH-
(2)a.电镀时,石墨不能作阳极,故错误;b.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率电解反应速率,故错误;c.电镀过程中,电能部分转化为化学能、部分转化为热能,故错误;d.电镀过程中,铜离子向阴极移动,发生还原反应,故正确;故选d
(3)电解硫酸铜溶液时,阴极上氢离子放电促进水电离,所以水的电离平衡向右移动;消耗24mgMg转移电子的物质的量=mol×2=0.002mol,当转移0.002mol电子时生成c(H+)=
=0.01mol/L,溶液的pH=2
(4)硫氢根离子水解程度大于电离程度导致其溶液呈碱性,水解和电离方程式分别为HS-+H2O⇌H2S+OH-、HS-⇌H++S2-,铜离子和硫氢根离子反应生成CuS沉淀和氢离子,离子反应方程式为HS-+Cu2+=CuS↓+H+,离子浓度增大,溶液的pH减小
知识点
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