- 电极反应和电池反应方程式
- 共352题
27. 次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强的还原性。回答下列问题:
(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式_______________________。
(2)H3PO2和NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为Ag,从而可用于化学镀银。
①H3PO2中,P元素的化合价为__________;
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为___________(填化学式);
③NaH2PO2为___________(填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显___ ____(填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”)。
(3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应,写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式______________________。
(4)H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式_________________ ___________________;
②分析产品室可得到H3PO2的原因__________________ _________________;
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质,该杂质产生的原因是 ________________ 。
正确答案
(1)H3PO2H++H2PO2-(2)①+1。②H3PO4。③正盐,碱性。
(3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O=2PH3↑+3Ba(H2PO2)2
(4)①2H2O-4e-=4H++O2↑或4OH--4e-=2H2O+O2.
②由于阳极室OH-放电,造成H+浓度增大,通过阳膜扩散进入产品室,而原料室中的H2PO2-可以通过阴膜进入产品室,二者反应生成H3PO2.
③H3PO4或PO43-。由于H3PO2具有还原性,电解时就会有H3PO2在阳极放电而被氧化生成H3PO4。
解析
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知识点
9.2013年全国各地都遭遇“十面霾伏”。其中,机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化贡献较大。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△ H<0若该反应在绝热.恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 _______(填代号)。
(下图中υ正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数)
(2)机动车尾气和煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知:
①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
②2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式:_____________________。
(3)用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率(注:脱氮率即氮氧化物转化率),
反应原理为:NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。
① 该反应的△S_____0,△H_____0(填“>”.“=”或 “<”)。
② 对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),则上述反应的KP=___________。
③以下说法正确的是_______。
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.催化剂①、②分别适合于250℃ 和450℃ 左右脱氮
(4)NO2.O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见右图。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应为________________________。
(5)硝酸工业尾气中氮氧化物(NO和NO2)可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反应生成对大气无污染的气体。1 mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物(假设NO.NO2体积比为1:1)的质量为__________g。
正确答案
(1) b d
(2)CH4(g)+N2O4(g) ==N2(g) +2H2O(l) + CO2(g) △H= —898.1kJ/mol
(3)
① > <
②KP= ;
③ C
(4)NO2+NO3— —e-=N2O5
(5)76g
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知识点
31.镍、钴、铈、铬虽然不是中学阶段常见的金属元素,但在工业生产中有着重要的作用。
(1)二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,在平板电视显示屏中有着重要的应用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,H2O2在该反应中作_____(填“氧化”“还原”)剂,每有1mol H2O2参加反应,转移电子的物质的量为_____。
(2)某锂离子电池含Li+导电固体为电解质。充电时,Li+还原为Li,并以原子形式嵌入电极材料碳(C6)中,以LiC6表示,电池反应为LiCoO2+ C6CoO2+LiC6。则放电时,电池的正极反应式为______________,如图表示该装置工作时电子和离子的移动方向,此时该电池处于_________(填“放电”或“充电”)状态。
(3)自然界Cr主要以三价Cr和六价Cr的形式存在。六价Cr能引起细胞的突变和癌变。可以用亚硫酸钠将其还原为三价铬,完成并配平下列离子方程式:
Cr2O72-+__SO32-+__H+=__Cr3++__SO42-+
(4)NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等,可由电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Zn、Fe等元素)为原料获得。操作步骤如下:
向滤液Ⅰ中加入FeS主要目的是除去Cu、Zn等杂质,除去Cu2+的离子方程式为_____________。
②向滤液Ⅱ中加入H2O2,溶液中发生反应的离子方程式为__________________,调节pH的目的是______________________。
③滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4,再加入碳酸钠过滤后,加稀硫酸溶解又生成NiSO4的目的______________。
④我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍,镀镍时,镍应作_____极。
正确答案
(1)还原;2mol
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知识点
27.硼元素在自然界主要以硼酸、硼酸盐和硼硅酸盐存在。请回答下列问题:
(1)硼元素是ⅢA族的第一个元素,原子结构示意图为 ,天然硼元素有两种稳定同位素10B、11B,其相对原子质量分别为10和11,它们的相对丰度分别为20%和80%,硼元素的平均相对分子质量为 。
(2)硼酸(H3BO3)是一元弱酸,工业上用硼砂(Na2B4O7·10H2O)制备硼酸晶体的流程如下:
不同温度下硼酸的溶解度见下表:
①写出硼砂溶液和稀硫酸反应的离子方程式 。
②上述流程中获得粗硼酸晶体的操作Ⅰ为 、过滤;进一步将粗硼酸晶体提纯的方法是 。
③25℃时0.1mol/L硼酸溶液的pH约为5.1,则其电离常数K约为 。
(3)硼酸在加热过程中发生分解的失重曲线如下图所示:
①硼酸从开始加热到107℃时,发生反应的化学方程式为 。
②硼酸加热到160℃得到的固体的化学式 。(B元素的相对原子质量按11计算)
(4)NaBH4由于H元素显-1价,具有强还原性,是有机化学上的万能还原剂。在碱性条件下电解NaBO2溶液可以制得NaBH4,其反应方程式为NaBO2 + 2H2O = 2O2↑ + NaBH4,则阴极反应式为 。
正确答案
(1) 10.8
(2)
①5H2O + B4O72- + 2H+ = 4H3BO3
②降温结晶(冷却热饱和溶液) 重结晶
③10-9.2
(3)H3BO3 == HBO2 + H2O H2B4O7
(4) BO2- + 6H2O + 8e- = BH4- + 8OH-
解析
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知识点
10.近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂一铜空气燃料电池。该电池 通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li++Cu2O+H2O== 2Cu2+十2Li+2OH_,下列说法不正确的是( )
正确答案
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